Чернышева Т.И. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152099), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В тех случаях, когда необходимоувеличить коэффициент подстройки, применяют броневые сердечникис разомкнутым магнитопроводом, которые имеют уменьшенную величину магнитной проницаемости.Применение броневых сердечников ограничено диапазоном частот до 1,5 – 2 МГц, так как на более высоких частотах добротностькатушки начинает резко падать из-за увеличения потерь в материалесердечника.Сердечники цилиндрические резьбовые предназначены в основном для изменения индуктивности однослойных катушек в процессе29настройки аппарата. Для этого в каркасе катушки делается резьба, покоторой перемещается сердечник.Сердечники цилиндрические гладкие применяются для увеличенияиндуктивности и уменьшения размеров катушек, не требующих подстройки, для чего их неподвижно закрепляют внутри каркаса клеем.При использовании указанных сердечников из карбонильногожелеза марки Р-4 в катушках средней добротности ( Q = 100...120 ) начастоте 15 МГц увеличения добротности катушек не происходит, аиндуктивность увеличивается.Резьбовые сердечники используют и на более высоких частотахдля подстройки индуктивности, хотя добротность катушек при этомуменьшается.На частотах до 50 МГц применяют резьбовые сердечники из карбонильного железа марки Р-2, которые дают возможность изменятьиндуктивность на 10 – 15% при уменьшении добротности катушкипримерно на 10%.
В тех случаях, когда стабильность индуктивностикатушки не имеет существенного значения (например, в дросселяхвысокой частоты), целесообразнее использовать сердечники из феррита, броневые и цилиндрические, которые могут обеспечить сокращение габаритов катушек.1.7.6. Катушки с сердечниками из немагнитного материалаПрименение магнитных сердечников в диапазоне УКВ значительно ухудшает добротность катушек и не позволяет менять их индуктивность, так как в этом диапазоне µc ≅ 1 . В тех случаях, когданеобходимо менять индуктивности в процессе регулировки аппарата внебольших пределах (3…5%), можно использовать сердечники из проводящих материалов. Такой сердечник можно рассматривать как короткозамкнутый виток.
При приближении сердечника к катушке ееиндуктивность будет уменьшаться; одновременно будет уменьшатьсяи добротность катушки.Если сердечник выполнить из хорошо проводящего материала(меди), можно получить изменение индуктивности на 3…5% приуменьшении добротности до 10%. Влияние сердечника на свойствакатушек приближенно можно определить, пользуясь графиками, приведенными в [3].1.8.
ЭКРАНИРОВАНИЕ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИДля того чтобы уменьшить влияние электромагнитного поля катушки на другие элементы схемы, а также для уменьшения влияниявнешних полей на катушку, ее помещают внутри металлического экрана. Если сечение экрана в плоскости, перпендикулярной осевой ли30нии катушки, образует замкнутый контур, то по экрану текут токи,индуктируемые полем катушки. Как видно из рис. 10, вне экрана полекатушки и поле экрана направлены в противоположные стороны, т.е.экран ослабляет поле катушки в окружающем ее пространстве иуменьшает влияние катушки на другие элементы аппарата. Одновременно следует отметить, что внутри катушки поля катушки и экранатакже направлены в противоположные стороны, т.е. поле экрана ослабляет основное поле катушки, что эквивалентно уменьшению ееиндуктивности.Если экран тщательно заземлить, то он будет выполнять роль статического экрана, т.е.
будет ослаблять емкостную связь между витками катушки и другими каскадами аппарата.Проверка путем расчета способности экрана ослаблять внешнееполе катушки встречает большие трудности. Кроме того, для оценкидопустимости тех или иных паразитных связей нужно знать характервсех паразитных связей, существующих в аппарате, что практическине осуществимо; правильно сконструированный экран в большинствеслучаев обеспечивает необходимую степень экранирования.Индуктивность экранированной катушки можно вычислить поформуле:3 D ,Lк.э = L 1 − η(36)Dэ где Lк.э – индуктивность катушки с экраном; Dэ – диаметр экрана;η – коэффициент.Значение η для однослойных катушек может быть взято из рис.
11.Рис. 10. Магнитное поле катушки индуктивности и экрана31Рис. 11. График зависимости коэффициента ηдля расчета индуктивности экранированной катушкиВ современной радиоаппаратуре многослойные катушки обычновыполняются с сердечниками броневого типа, при использовании которых большая часть силовых линий магнитного поля катушки замыкается через сердечник, а меньшая – через воздух. В этом случае влияние экрана на индуктивность катушки в значительной мере уменьшается.При экранировании катушки в нее вносится дополнительное сопротивление rвн , которое можно определить, воспользовавшись известными соотношениями, вытекающими из теории связанных цепей. Одновременно за счет экрана уменьшается напряженность магнитногополя катушки, в результате чего уменьшается и составляющая сопротивления катушки, которая определяется эффектом близости.Следует отметить, что применение экрана приводит к уменьшению добротности катушки даже при неизменном ее сопротивлении засчет уменьшения величины индуктивности.В результате влияния экрана на катушку увеличивается ее собственная емкость, так как появляются дополнительные емкости междувитками и экраном (чем ближе экран к катушке, тем больше величинаC0 ).
Такое же влияние на C0 оказывают другие элементы конструкции аппарата, расположенные вблизи катушки.Таким образом, чем ближе экран к катушке, тем больше его влияние на ее параметры. Экраны изготавливают в форме стаканов круглого или прямоугольного сечения из алюминия или меди. Толщина стенки экрана не оказывает влияния на его экранирующие свойства, таккак на радиочастотах ток протекает только по поверхностному слою.32Рис. 12. Примеры расположения швов на экранеПри конструировании экранов толщину стенки следует выбиратьиз конструктивных соображений (обычно s ≅ 0,5...1 мм).Экран не должен иметь пазов или разрезов, увеличивающих сопротивление индуктируемому току (рис.
12), так как в противном случаеухудшаются его экранирующие свойства. Обычно при проектированиикатушек средней добротности для однослойных катушек берут соотноDшения между диаметрами экрана и катушки равными э = 1,6...2.DПри этом индуктивность катушки уменьшается не более чем на20%.Наилучшая добротность однослойной экранированной катушкиl≅ 0,8...1,2. Для катушек средней добротности экранполучается приDцелесообразно изготавливать из алюминия, а при проектировании катушек высокой добротности ( Q > 150...200 ) следует размеры экранаувеличить и выполнять его из меди.Примеры конструктивного выполнения катушек с экранами прямоугольного и круглого сечений приведены на рис. 13.
Внутри экранаобычно располагают другие элементы схемы с таким расчетом, чтобыполучить законченный функциональный узел (например, колебательный контур), удобный для замены. Экраны, имеющие прямоугольноесечение, сложнее в изготовлении, чем круглые, но их применение оправдывается лучшим использованием площади шасси: квадратныйэкран, занимающий столько же места на шасси, как и круглый, болееудален от катушки и, следовательно, в меньшей степени влияет на еепараметры. При учете влияния таких экранов в расчет следует вводитьDэ′ = 1,2 a , где a – наименьшая сторона поперечного сечения экрана.33Рис. 13. Экранирование катушек индуктивности:а – герметичный экран; б – негерметичный экран;1 – изоляционное основание (для случая а из керамики); 2 – экран; 3 – катушка;4 – заглушка; 5 – металлизированная часть керамического основанияВ экранированных катушках из-за разницы в коэффициентах линейного расширения материала экрана, каркаса и провода намоткипроисходит взаимное смещение катушки и экрана, что приводит к дополнительной составляющей ТКИ порядка (10...40)10 −6 .Для особо стабильных катушек экраны можно делать из материалов, имеющих малый коэффициент линейного расширения (металлизированной керамики); чем выше требования к стабильности катушки,тем дальше удаляют от нее экран.342.
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВСреди многочисленных и разнообразных электротехническихустройств трансформаторы по широте распространения и универсальности применения занимают одно из первых мест.Трансформаторами называют электромагнитные устройства, имеющие две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенные для изменения значений переменного напряжения и тока.Трансформатор является источником вторичного электропитания.Первичными источниками электропитания в подавляющем большинстве случаев являются сети переменного напряжения 127 и 220 В счастотой 50 Гц.Для питания самолетной и морской аппаратуры используют сетис частотой 400 Гц.Применяемые в радиотехнических устройствах трансформаторыклассифицируют на трансформаторы питания, согласующие и импульсные.Трансформаторы питания применяют в блоках питания радиоустройств и служат для получения переменных напряжений, необходимых для нормального функционирования аппаратуры.
Условно ихподразделяют на:− маломощные, мощностью до 1 кВт;− мощные, выходная мощность более 1 кВт;− низковольтные, напряжение на обмотках не превышает 1000 В;− высоковольтные, напряжение на обмотках более 1000 В [1, 2].В курсовом проекте рассматриваются элементы конструкциитрансформатора и производится расчет конструкции понижающегомаломощного трансформатора по методике, приведенной в [3].2.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
