Berezka7km.ru

Березка 7км
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМЫ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМЫ

Под гидравлическим режимом теплофикационной системы понимается взаимосвязь между расходами и давлениями воды в данный момент времени. При рассматриваемых стационарных режимах эти параметры являются неизменными во времени.

Гидравлический режим определяется характеристиками основных элементов, образующих теплофикационную систему. Такими элементами являются насосно-подогревательная установка и трубопроводы источника теплоснабжения, тепловая сеть с насосными и дроссельными станциям, расположенными на трассе, абонентские теплопотребляющие установки. Эти элементы можно разделить на активные (насосы), в которых давление воды повышается за счет подвода механической энергии извне, и пассивные (все остальные элементы), в которых давление воды снижается из-за потерь на трение.

При анализе гидравлических режимов систем теплоснабжения наряду с давлением применяется и другая единица гидравлический потенциал-напор. Напор выражается в линейных единицах (обычно метрах) столба жидкости, протекающей по трубопроводу.

Напор Н, м и давление р связаны следующей зависимотьь:

где р— давление, Па (Н/м 2 ), ρ- плотность, кг/м 3 , g=9,8 м/с 2 .

На рисунке представлена принципиальная схема сети, а также изображен примерный пьезометрический график с основными изображениями. На пьезометрическом графике в масштабе нанесены рельеф местности, высоты отопительных систем присоединенных зданий, значения полного Н и пьезометрического Н напорах во вех точках системы. В месте со схемой, на которой указаны расходы воды, пьезометрический график полностью определяет гидравлический режим тепловой сети.

Для расчета и анализа гидравлических режимов тепловых сетей существенное значения имеют не только гидравлические характеристики отдельных элементов оборудования абонентских теплопотребляющих установок, но и гидравлическая характеристика тепловой подстанции в целом. Эта характеристика определяется как характеристиками отдельных элементов, так и схемой их соединения, установленными авторегуляторами, их настройкой и т.д.

2. Выбор схемы присоединения абонента к тепловой сети осуществляют, прежде всего, по параметрам теплоносителя на вводе в здание и характеристикам внутренних систем абонента.

Параметры теплоносителя на вводе указывают теплоснабжающие организации. Таковыми параметрами являются:

ü давление в подающей и обратной магистрали тепловой сети,

ü возможный диапазон колебания этих давлений,

ü расчетный график температур в сети.

Характеристики внутренних систем принимают по проекту либо по результатам натурных измерений. Весьма желательным при выборе схемы присоединения абонента является рассмотрение ее работоспособности с учетом перспективных тенденций изменения гидравлического режима тепловой сети, учетом возможной модернизации внутренних систем. Так, например, увеличение потребителей и повсеместное применение современных систем отопления с количественным регулированием сопровождается возрастанием колебания давления в теплосети. Это требует соответствующей технической защиты систем абонента. Особенно с неавтоматизированными узлами присоединения.

Преобразование характеристик теплоносителя до требуемой кондиции в системах абонента осуществляют в тепловых пунктах. Современные подходы в энергосбережении требуют реализации этих задач непосредственно у потребителя в индивидуальных тепловых пунктах. Для этого используют специальное оборудование, увязанное в функциональные схемы. Во все многообразие схем положены общие подходы, реализуемые для присоединения системы отопления как отдельно, так и совместно с системой горячего водоснабжения и системой теплоснабжения вентиляционных установок.

3. Состояние систем теплоснабжения во многих районах ПМР с позиции гидравлического режима можно оценить как неудовлетворительное, о чем свидетельствуют многочисленные сообщения об аварийных ситуациях и замерзающих районах, поселках. Причинами служат многочисленные проблемы, накопившиеся за годы эксплуатации систем, без выполнения своевременных мероприятий по их решению.

Редко встречаются цифры, характеризующие тепловую сеть в отношении устойчивости к возмущениям или разрегулированию режима работы. Зачастую этот показатель работы систем теплоснабжения не содержится в проектных документах тепловых сетей, не просчитывается при многочисленных изменениях в схемах при их развитии и реконструкции. Несмотря на это, вопрос актуален и достаточно сложен.

Оценка гидравлической устойчивости тепловых сетей.Проблема оценки гидравлической устойчивости состоит в комплексном подходе ее изучения и осложняется ведомственной разобщенностью организаций, эксплуатирующих отдельные основные части единой системы теплоснабжения.

С позиции сбора данных и анализа результатов режима работы системы, ее можно условно разделить на составные части:

ü — источник теплоснабжения со своим оборудованием (теплофикационная установка, котлы, насосы, ХВО и т.п.);

ü — тепловые сети и их оборудование;

Каждая из этих частей характеризуется своим гидравлическим сопротивлением в зависимости от сочетания работающего оборудования, его характеристик работы и расхода теплоносителя — горячей воды. Сопротивление системы теплоснабжения во многом зависит от числа включенных систем теплопотребления, схем присоединения отопительных и нагревательных приборов и т.п. Сопротивление сетей и оборудования теплогенерирующего источника должно преодолеваться сетевыми насосами, установленными на источнике и подкачивающих насосных станциях магистральных тепловых сетей.

Читайте так же:
Сечение провода для инфракрасного теплого пола под ламинат

Количественно гидравлическая устойчивость для тепловых систем оценивается коэффициентом гидравлической устойчивости:

где: — потери напора в системе теплопотребления;

— потери напора в тепловой сети от теплоисточника до потребителя;

— располагаемый напор в тепловой сети на выходе из источника.

Коэффициент гидравлической устойчивости зависит от числа и величины гидравлического сопротивления систем подключенных потребителей тепла и обратно пропорционален величине располагаемого напора, развиваемого насосами.

Коэффициент гидравлической устойчивости может изменяться от «0» до «1», т.к. ∆Нрасп ≥ ∆Нпот, при этом выполняется непременное условие работы системы — напор, развиваемый насосами в теплоисточнике, должен преодолевать гидравлическое сопротивление сети и систем теплопотребления.

Система считается более гидравлически устойчивой, чем выше значение коэффициента «К», что имеет место при снижении потерь напора в сетях до потребителя и может вызвать увеличение количества перекачиваемой сетевой воды сверх нормативных объемов, т.е. повлечь гидравлическую разрегулировку системы.

Регулировка системы оценивается отношением расходов:

где: Gф — фактический расход сетевой воды в системе;

Gр — расчетный расход сетевой воды при проектном температурном график е.

Зависимость между степенью разрегулировки гидравлического режима Х и коэффициентом гидравлической устойчивости К выражается формулой:

Так, по теплоисточникам г. Вологды и населенных пунктов Вологодской области можно рассчитать степень разрегулировки Х и коэффициент К, подключенных к ним тепловых сетей. Результаты сведены в таблицу.

Например, система отопления потребителя с приборами М-140и М-140АО имеет гидравлическое сопротивление 1 м и располагаемый напор до источника тепла составляет 100 м. В этом случае К = 0,1. Если при помощи диафрагмы или регулирующего органа повысить сопротивление сети потребителя до 15 м.в.ст., то при этом К = 0,39, т.е. гидравлическая устойчивость повысится в 4 раза и потребитель в крайнем случае получит теплоносителя в 2,58 раза больше нормы за счет соседних систем теплопотребления. При возросшей гидравлической устойчивости в 4 раза степень разрегулировки гидравлического режима сократилась почти в 40 раз.

Анализ формулы (3) позволяет сделать вывод, что гидравлическая система со степенью разрегулировки X=1, или хорошо отрегулированная система, в которой фактически расход теплоносителя соответствует расчетному значению, имеет коэффициент устойчивости равный К= 1, т.е. наилучший показатель по устойчивости.

Способы повышения гидравлической устойчивости.Всякая регулировка должна начинаться с определения гидравлической устойчивости системы.Для выравнивания (повышения) гидравлической устойчивости наиболее эффективным и малозатратным вариантом является комплексная регулировка гидравлического режима на основании расчетных данных и проектных решений. Для избежания гидравлической разрегулировки отдельных абонентов или отопительных систем с открытым водоразбором применяют элеваторы (или циркуляционные насосы на перемычке вместо элеваторов), обеспечивая постоянство расхода сетевой воды у потребителя. Сокращение расхода сетевой воды при регулировке системы способствует уменьшению потерь в сети, что увеличивает гидравлическую устойчивость последней.Повышение гидравлической устойчивости сети возможно проведением дополнительного дросселирования потока воды в индивидуальных тепловых узлах потребителей и смешивающих устройствах (индивидуальное регулирование), а так же в тепловых камерах магистральных тепловых сетей на квартальных ответвлениях (местное регулирование) и теплоисточнике (нейтральное регулирование).

Тепловой режим переменного тока

Рассмотрим процесс охлаждения (или нагревания) твердого тела, когда условия охлаждения, температура окружающей среды и коэффициент теплоотдачи а, во времени остаются постоянными и внутренние источники теплоты в теле отсутствуют. В отношении начального распределения температур в теле не будем делать никаких ограничений, за исключением того, что примем условие: разность между температурой в любой точке и температурой окружающей среды в начальный момент имеет один и тот же знак. При этих условиях нестационарный процесс охлаждения (нагревания) тела может быть разделен на две стадии: начальную стадию и стадию регулярного режима.

Рис. 7-17. Изменение температуры во времени при охлаждении тела.

Первая стадия характеризуется тем, что изменение температурного поля во времени существенно зависит от особенностей начального теплового состояния тела, и поэтому характер процесса не определяется однозначно условиями охлаждения и свойствами тела. Однако постепенно влияние начальных условий все более и более утрачивается; напротив, воздействие условий охлаждения и физических свойств тела становится определяющим. Наступает регулярный тепловой режим. При этом закон изменения температурного поля во времени принимает простой и универсальный вид: логарифм избыточной температуры тела в любой его точке изменяется во времени по линейному закону

Читайте так же:
Тепловое действие тока это физика 8 класс

т. е. эта температура убывает во времени по экспоненциальному закону

Величина , есть положительное число, не зависящее от координат и времени. Эта величина характеризует интенсивность охлаждения (нагревания) тела и называется темпом охлаждения (нагревания).

Графическая интерпретация рассматриваемого процесса показана на рис. 7-17; здесь приведены кривые изменения величин для двух фиксированных точек тела 1 и 2 во времени на протяжении всего процесса охлаждения тела.

Наступление регулярного режима характеризуется тем, что соответствующие кривые переходят в прямые линии, имеющие одинаковый угловой коэффициент на графике, т. е. они оказываются параллельными между собой.

Применим уравнение (а) к двум произвольным моментам времени и (рис. 7-17) и, исключив постоянную С, получим:

Формула (7-8) дает способ определения величины темпа охлаждения m из опыта; для этого необходимо измеренные в какой-нибудь точке тела температуры представить в полулогарифмических координатах, на прямолинейном участке полученной зависимости выбрать две точки и соответствующие им величины и t подставить в формулу (7-8).

Основные закономерности регулярного теплового режима были подробно исследованы Г. М. Кондратьевым [40], который определил основные связи, существующие между темпом охлаждения , с одной стороны, и физическими свойствами тела, его формой, размерами и условиями охлаждения — с другой. Это позволило разработать методы приближенного расчета нестационарных температурных полей, методы моделирования нестационарных процессов в сложных объектах, дать оценки неравномерности температурных полей в различных условиях и т. д. На основе теории регулярного режима были предложены и получили широкое распространение на практике новые методы определения теплофизических свойств веществ: , термических сопротивлений R, степени черноты тел , коэффициентов теплоотдачи а. Преимуществом таких методов является простота техники эксперимента, высокая точность получаемых результатов и малая затрата времени на проведение эксперимента.

Для регулярного теплового режима характерны следующие основные положения:

1. Основное соотношение (а), определяющее наступление регулярного режима, выполняется не только для однородных простых тел, но также для любых сложных систем из разнородных тел, т. е. явление регуляризации температурного поля имеет общий характер.

2. Темп охлаждения однородного тела при конечном значении коэффициента теплоотдачи пропорционален коэффициенту теплоотдачи а и внешней поверхности тела F и обратно пропорционален полной теплоемкости :

3. При значение для любой сложной системы конечно, причем величина для однородных тел пропорциональна коэффициенту температуропроводности а материала:

Соотношение (в) есть выражение закона сохранения энергии для условий регулярного режима охлаждения (нагревания) тел. Величина в этом уравнении представляет собой отношение средней по поверхности избыточной температуры к средней по объему величине . Это отношение в течение всего периода регулярного режима остается постоянным и называется коэффициентом неравномерности распределения температуры в теле; величина может изменяться от 0 до 1 (последний случай отвечает равномерному полю температур в теле).

Коэффициент К в соотношении (г) зависит лишь от геометрических свойств — формы и размера — тела. Его называют коэффициентом формы. Для тел простой формы величины К были определены аналитически:

для цилиндра длиной

для параллелепипеда со сторонами

При известном значении коэффициента формы К соотношение (г) является основой для экспериментального определения коэффициента температуропроводности а материалов. Для тел сложной формы на основе соотношения (г) может быть определен коэффициент формы К опытным путем. Для этого из материала с известным коэффициентом температуропроводности изготавливается модель, геометрически подобная реальному объекту сложной формы; экспериментальным путем для модели определяется темп охлаждения условиях высокой интенсивности теплоотдачи и из соотношения (г) определяется . Тогда коэффициент формы объекта равен , где — отношение линейных размеров модели и объекта.

Соотношение (г) есть предельный случай общего уравнения (в), когда . Качественный характер зависимости (а) показан на рис. 7-18.

Соотношения (в) и (г) можно объединить, если их представить в безразмерном виде:

Читайте так же:
Тепловое воздействие электрического тока закон джоуля ленца

где — относительный темп охлаждения; — модифицированная форма записи числа Био.

Величина для тела заданной формы является однозначной — функцией числа В. Исследованйя [40] показали, что для тел различной конфигурации кривые настолько близко располагаются друг к другу, что практически все семейство их можно заменить одной кривой. Приближенное ее аналитическое выражение имеет вид:

Соотношения (и) и (к) могут быть использованы для оценки неравномерности поля температур различных объектов; на их основе разработаны экспериментальные методы определения коэффициента теплопроводности, коэффициента теплоотдачи и др.

4. Для системы, состоящей из ряда жестко связанных тел с различными свойствами, темп охлаждения однозначно определяется совокупностью теплофизических свойств этих тел, их размерами и формой, а также условиями охлаждения. Для таких сложных систем могут быть получены уравнения, аналогичные соотношениям (в) и (г) для простых тел.

Особый интерес представляет система, состоящая из ядра произвольной конфигурации и тонкой оболочки из иного материала. Для таких условий уравнение энергетического баланса системы в период регулярного режима имеет относительно простой вид [40]. На этой основе были предложены и получили распространение весьма эффективные методы определения теплофизических параметров различных веществ.

Рис. 7-18. Зависимость .

5. Понятие регулярного режима применимо также к телам с внутренними источниками или стоками теплоты постоянной интенсивности. Все приведенные выше соотношения и зависимости справедливы и в этих случаях. Различие лишь в том, что при простом охлаждении закон формулируется для избыточной температуры , а при наличии источников теплоты — для разности температур при стационарном (0) и нестационарном режимах системы в одной и той же точке.

Режимы работы электромеханических преобразователей (ЭП).

Двигательный режим. ЭП потребляет электрическую энергию из сети и преобразует ее в механическую. Выделяющаяся тепловая энергия идет на нагрев ЭП и рассеивается в окружающую среду.

Генераторный режим работы ЭП последовательно с сетью возникает у электрического двигателя в двух случаях:

а) при изменении направления вращения вала под действием активного момента со стороны рабочей машины, превышающего электромагнитный момент самого двигателя (т.е. при реверсировании вращения двигателя под действием активного момента рабочей машины);

б) при изменении у вращающегося двигателя направления создаваемого им электромагнитного момента (т.е. при реверсировании электрической сети у вращающегося двигателя).

В трансформаторном режиме ЭП потребляет электрическую энергию из первичной сети, преобразует ее в электрическую энергию с другими параметрами (фаза, частота, напряжение, ток) и передает ее во вторичную электрическую сеть. Тепловая энергия выделяется при нагреве активных частей преобразователя. Трансформаторный режим – основной режим работы трансформаторов и возможен у асинхронных машин с фазным ротором. У асинхронной машины трансформаторный режим возникает при неподвижном (заторможенном) роторе, включенной в первичную сеть статорной обмотке и включенной во вторичную сеть обмотке фазного ротора. Специальные асинхронные машины (индукционные регуляторы и фазорегуляторы) могут длительное время работать в трансформаторном режиме с заторможенным ротором.

Математическое описание процесса электромеханического преобразования энергии.

В процессе электромеханического преобразования участвуют электрические и магнитные поля, механическая и тепловая энергии. Причем, все процессы взаимосвязаны: величина электрического тока определяет магнитный поток, механический момент на валу машины и количество тепла, выделяющееся в обмотках. Температура нагрева активных частей преобразователя влияет на электрическое сопротивление обмоток, магнитную проницаемость материала, величину магнитных зазоров, а скорость вращения ротора определяет частоту тока в его обмотках и интенсивность отвода тепла. Кроме того, на указанные взаимосвязи существенное влияние оказывают конструкционные особенности каждого типа машин, да и отклонения от проекта при техническом исполнении каждой реальной машины в отдельности. Поэтому получить в общем виде математическую модель полностью адекватную каждой конкретной машине и отражающую все грани процессов, протекающих в ней при преобразовании энергии практически, очень и очень сложно.

Из выше сказанного следует, что для полного описания процесса электромеханического преобразования энергии мы должны построить три взаимосвязанных математических моделиэлектрической машины, отражающие три стороны этого процесса: электромагнитную, механическую и тепловую.

Под математической моделью (ММ) электрической машины мы будем понимать систему уравнений, описывающих процессы электромеханического преобразования энергии с допущениями, обеспечивающими необходимую точность решения для рассматриваемой задачи.

Читайте так же:
Автоматический выключатель 80а с регулируемой тепловой защитой

Требования к математической модели противоречивы. С одной стороны, математическая модель электрической машины должна соответствовать тем целям и задачам, для которых она создается, наиболее полно отражать стороны процесса электро-механического преобразования, интересующие исследователя, а с другой стороны, быть достаточно простой, иметь решение если не в аналитической форме, то, по крайней мере, численными методами с помощью цифровых ЭВМ, либо путем физического моделирования с помощью аналоговых вычислительных машин.

Электромагнитные процессы описываются системой уравнений Кирхгофа для контуров обмоток. Предположим, что материал магнитопровода не насыщается при любом значении тока в обмотках.

Тогда потокосцепление Ψk обмотки k будет равно произведению тока Ik в k-й обмотке на индуктивность обмотки Lkk и взаимные индуктивности Lkn обмотки k со всеми прочими обмотка-ми, где n – принимает любые значения от n = 1 до n = S, кроме n = k:

(3,1)

В общем случае все индуктивности и взаимные индуктивности зависят от размеров обмоток и магнитопроводов. При вращении ротора обмотки расположенные на статоре и роторе изменяют положение относительно друг друга и изменяются их взаимные индуктивности, которые, следовательно, являются функциями угла поворота ротора:

(3,2)

Система уравнений Кирхгофа для напряжений обмоток состоит из S уравнений, составленных для каждого контура. Уравнение для k-го контура будет иметь вид:

(3,3)

Первый член уравнения (3.3) представляет собой падение напряжения на активном сопротивлении цепи каждой данной обмотки. Второй –результирующую ЭДС самоиндукции и взаимной индукции, вызванную изменением токов в обмотках при фиксированных индуктивностях и взаимо индуктивностях, а третий отражает взаимодействие механической и электрической частей ЭП, т.к. представляет собой результирующую ЭДС, наведенную в обмотке в результате механического движения ротора машины в магнитных полях, созданных контурами с токами in.

ЭДС , вызываемая изменением тока в контуре, носит название трансформаторной.

ЭДС , вызываемую изменением взаимной индуктив-ности с n контуром (при n≠k) или индуктивности k-го контура (при n = k) при движении ротора, называют ЭДС вращения.

Таким образом, ЭДС, индуктируемые в контуре k, представляются в виде сумм ЭДС различной природы: трансформаторных ЭДС, связанных с изменением токов в обмотках при фиксированных взаимных индуктивностях (или индуктивностях):

и ЭДС вращения, связанных с изменением взаимных индуктивностей (или индуктивностей) при фиксированных токах:

Термин šтрансформаторная ЭДСŸ возник в связи с тем, что ЭДС той же природы индуцируются во взаимно неподвижных обмотках трансформаторов. Термин šЭДС вращенияŸ напоминает о том, что ЭДС появляется только при взаимном перемещении обмоток статора и ротора во внешнем магнитном поле с угловой скоростью:

Для контуров, присоединенных к внешней электрической сети, напряжение Uk понимается как ЭДС этой сети. Для короткозамкнутых контуров Uk = 0.

Механическую мощность, преобразованную машиной из электрической мощности, можно выразить через величины ее электрических цепей, исходя из закона сохранения энергии. Определим мгновенную электрическую мощность, поступающую в k-й контур из сети, которая к нему присоединена:

Суммируя мощности всех контуров, получим полную мгновенную электрическую мощность, поступающую на обмотки машины:

где – мощность потерь при преобразовании энергии;

– реактивная мощность. Она идет на изменение

энергии магнитного поля при работе машины постоянного тока и на обмен энергией между магнитным полем машины переменного тока и питающей ее сетью. Заметим, что мощность, идущая на изменение энергии магнитного поля, не теряется безвозвратно и в среднем равна нулю. Это объясняется тем, что во вращающейся машине все величины (токи, индуктивности, взаимные индуктивности и т.д.) изменяются по периодическому закону. В течение части полупериода, когда энергия магнитного поля возрастает (dWm> 0), мощность Qw> 0 и энергия, необходимая для образования магнитного поля, поступает из электрической сети в контуры. В течение остальной части полупериода, когда Qw< 0, запасенная в магнитном поле энергия снова возвращается в электрическую сеть. Из этого факта можно сделать два вывода:

сеть переменного тока, к которой подключается ЭП, должна содержать источник реактивной мощности (для постоян-ного обмена реактивной энергией между сетью и ЭП);

при отключении сети от ЭП, необходимо обеспечить тех-нические условия для šгашенияŸ накопленной в нем (на момент отключения) энергии магнитного поля.

7. Под обобщенной электрической машиной

— понимается идеализированная машина, имеющая две обмотки на статоре и две — на роторе, которые располагаются в пространстве под 90 электрических градусов. Протекающие процессы рассматривают с помощью временных и пространственных векторов в неподвижной или во вращающейся системе координат.

Читайте так же:
Предохранитель тепловое реле автоматический выключатель

9)Обобщенная электрическая машина, по Г. Крону, это абстрактная, двухполюсная, двухфазная, симметричная, идеализированная машина двойного питания, имеющая две пары ортогональных обмоток на роторе и статоре, работающая в стационарном тепловом режиме с одномерным вращательным механическим движением.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 841 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Построение нагрузочной прямой для режима переменного тока

В режиме переменного тока на вход усилительного каскада подается входной синусоидальный сигнал заданной амплитуды (UВХ≠0) и частоты f.

Этому режиму работы соответствует другая нагрузочная прямая, при построении которой принимается во внимание шунтирование резистора температурной стабилизации Rэ=0,33кОм малым емкостным сопротивлением конденсатора Сэ на частоте входного сигнала. Для простоты будем считать, что на заданной частоте f=400Гц емкостное сопротивление конденсатора XC =0 и он полностью закорачивает резистор Rэ. Тогда эмиттер транзистора на частоте входного сигнала оказывается замкнутым на землю и баланс напряжений коллекторной цепи изменится по сравнению с выражением (3).

Поскольку эти изменения проявляются только на переменной составляющей сигнала, перепишем уравнение (1) с учетом наличия этой составляющей:

(5)

(6)

И введём новые обозначения:

Ек’=Ек – Iк0·Rэ Iк= Iк0 + iк≈

(7)

Уравнению (7) соответствует диаграмма, приведенная на рисунке 4.

Рисунок 4 – К построению нагрузочной прямой для переменной составляющей при наличии элементов Rэ и Сэ

Разрешив уравнение (7) относительно тока Iк, получим:

(8)

Мы видим, что выражение (8) по форме совпадает с выражением (4), которое лежало в основе построения нагрузочной прямой для постоянного тока в цепи коллектора.

Поэтому, рассуждая аналогично, найдем значение максимального тока коллектора IK = Е΄к /RK (при Uкэ = 0) для переменной составляющей.

Продолжаем построения на миллиметровой бумаге (рис. 3).Отложив на оси IKполученное новое значение максимального тока коллектора (точка С), через эту точку и выбранную ранее начальную рабочую точку (точку покоя Р), проводится нагрузочная прямая для режима переменного тока коллектора. Все дальнейшие рассуждения и построения, характеризующие работу усилительного каскада, выполняем с использованием этой нагрузочной прямой.

7. Построение динамической переходной характеристики для режима переменного тока

Динамическая переходная характеристика для режима переменного тока строится по точкам пересечения только что построенной нагрузочной прямой для переменного тока с выходными статическими характеристиками. Аналогично построению динамической переходной характеристики для режима постоянного тока в левом верхнем углу рисунка 3 находим точки пересечения линий, идущих от выходных характеристик и линий, проходящих через соответствующие им токи базы. На большей части линейного участка обе переходные характеристики совпадают или достаточно близки по расположению, однако, асимптоты (линии, к которым приближаются характеристики в верхней части), различаются.

8. Работа каскада в режиме усиления А

При отсутствии входного сигнала (Uвх=0) состояние транзистора определяется напряжением смещения │Uбэ│ = │UБЭ0│=│UR2 – URЭ│ =150 мВ = const, обеспечивающем работу каскада в классе А. Для работы каскада в режиме А на базу подаётся такое напряжение смещения, чтобы рабочая точка Р, определяющая исходное состояние схемы при отсутствии входного сигнала, располагалась примерно на середине наиболее прямолинейного участка входной характеристики. В этом режиме напряжение смещения Uбэ по абсолютной величине всегда больше амплитуды входного сигнала Uвхm (150 мВ>80 мВ), а ток покоя Iк0 всегда больше амплитуды переменной составляющей выходного тока (Iк0>Iкm). В режиме А при подаче на вход каскада синусоидального напряжения в выходной цепи будет протекать ток, изменяющийся тоже по синусоиде. Это обуславливает минимальные нелинейные искажения сигнала. Но, режим А самый неэкономичный, так как полезной является лишь мощность, выделяемая в выходной цепи за счёт переменной составляющей выходного тока, а потребляемая мощность определяется значительно большей величиной постоянной составляющей. Поэтому КПД усилительного каскада в режиме А – 20–30%. Обычно в этом режиме работают каскады предварительного усиления или маломощные выходные каскады.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector