Критический коэффициент использования коллекторного напряжения

В зависимости от назначения и условий эксплуатации генератора он может работать в различных режимах по напряженности, поэтому необходимо определить пограничные условия перехода из ННР в ПНР и наоборот. Иначе говоря, следует определить хотя бы один параметр, характеризующий критический режим. Наиболее удобно для этого применить критический коэффициент использования коллекторного напряжения xкр . Тогда, для перевода ГВВ из одного режима по напряженности в другой, достаточно выбрать x < xкр , или x > xкр. В частности, как следует из определения напряженности режима, x < xкр соответствует ННР, а x > xкр - ПНР.

Поскольку расчет генератора чаще всего ведут на заданную колебательную мощность Р1,в выражение для xкр должны войти величина мощности, напряжение источника коллекторного питания Ек, определяющее величину x, угол отсечки коллекторного тока, от которого зависит эффективность (к.п.д.) генератора и параметры активного элемента.

 

По определению

(3.29)

Здесь Uккр- амплитуда коллекторного напряжения в критическом режиме (см. рис.3.12).

Рисунок 3.12 – Динамическая характеристика коллекторного тока

в критическом режиме

 

Поскольку Р1 определяется током коллектора, выразимекмин через импульс тока iкмакс

iкмакс = екмин×tga = Sкр×екмин

где tga = Sкр;cоответственно екмин = iкмакс/ Sкр.

Для расчета на заданную мощность Р1 необходимо найти взаимосвязь Р1 и iкмакс

Р1 = 0,5×Iк1×Uккр = 0,5×iкмакс×a1×Uккр = 0,5×iкмакс×a1×xкр ×Ек

Таким образом

(3.30)

(3.31)

Вернемся к исходному выражению (3.29) для ξкр, подставив в него значение екмин

(3.32)

Таким образом получена искомая связь ξкрс мощностью Р1, параметром активного элемента (Sкр) и выбранным режимом (Ек, θ).

Поскольку Sкр ≠ 0, обе части (3.32) можно умножить на ξкр и привести (3.32) к квадратному алгебраическому уравнению с одним неизвестным ξкр.

(3.33)

Решение уравнения (3.33) имеет вид

(3.34)

Таким образом, при заданных исходных параметрах режима и активного элемента имеется два положительных значения ξкр,обеспечивающих необходимую колебательную мощность.

При использовании АЭ на номинальную (паспортную) мощность Р1N (или меньше Р1N ), второе слагаемое под корнем в (3.34) значительно меньше 0,25. Поэтому одно значение ξкр 1, а другое (для знака “-“) ξкр 0.

Учитывая прямо пропорциональную зависимость к.п.д. генератора от ξ, можно сделать вывод, что в режиме с ξкр 0, получить высокую эффективность преобразования энергии не удастся. В связи с этим в расчетной формуле для ξкр оставляют перед корнем только знак “+”.