Используются транзисторы

Для расширения пределов измерения измерительных приборов в цепях переменного тока высокого напряжения используются трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Расширение пределов измерения с помощью добавочных резисторов и шунтов в этих цепях неприемлемо по той причине, что обмотки измерительных приборов находились бы под высоким напряжением и эксплуатация их представляла бы большую опасность для обслуживающего персонала. Возникли бы большие трудности по выполнению надежной изоляции измерительных приборов.

При использовании измерительных трансформаторов измерительные приборы и реле подключаются к вторичной обмотке измерительного трансформатора, надежно изолированной от первичной высоковольтной обмотки. Вторичные обмотки выполняются на малые напряжения, не опасные для обслуживающего персонала. Расширение пределов измерения амперметров при использовании шунтов в цепях переменного тока приводит к существенным погрешностям из-за индуктив-ностей обмотки амперметра и шунта. По этой причине для расширения пределов измерения амперметров всегда используются трансформаторы тока независимо от значения напряжения измеряемой цепи.

Для установки в распределительных устройствах используются трансформаторы напряжения классов точности 0,5; 1 и 3, причем области применения трансформаторов напряжения определенных классов точности такие же, как для трансформаторов тока.

Измерительный элемент (гармоническая обмотка) 1 размещается на статоре генератора 6 в одних пазах с основной обмоткой 5 и может быть выполнен как однофазным, так и многофазным. Между измерительным элементом 1 и обмоткой 2 исполнительного элемента 3 для согласования их характеристик может быть включен преобразователь, в качестве которого используются трансформаторы, выпрямители или их сочетание.

Если напряжение генераторов отличается от 6 кВ, то используются трансформаторы. На крупных электростанциях типа КЭС и АЭС ограничение токов КЗ выполняется ТСН с расщепленными обмотками НН, если требуемая номинальная мощность рабочих или резервных трансформаторов составляет 25 MB-А и более. Увеличением напряжения КЗ ТСН обеспечивается дальнейшее снижение уровней токов КЗ, но при этом ухудшаются условия обеспечения успешного самозапуска электродвигателей механизмов с. н. электростанции. Для устранения этого противоречия целесообразно применение управляемых токоограничивающих устройств [31 ], которые в нормальном режиме работы и в режиме самозапуска имеют минимальное индуктивное сопротивление (д:р-»0), а в режиме КЗ в системе с. н. сопротивление устройства возрастает до требуемого значения.

Следует заметить, что измерительные шунты используются только вг электрических цепях постоянного тока, так как в цепях переменного тока при измерениях вносится погрешность, обусловленная наличием индуктивной составляющей сопротивления шунта, которая увеличивается с изменением частоты тока, при этом погрешность измерения может оказаться существенной. При необходимости измерения весьма больших токов в электрических цепях переменного тока используются трансформаторы тока, которые, как, амперметр, включаются последовательно с нагрузкой. В цепи4'первичной обмотки трансформатора тока с числом витков ы>\ проходит подлежащий измерению первичный ток /, при этом во вторичную обмотку трансформатора с числом витков Wi включается амперметр, в цепи которого протекает вторичный ток /2. Вследствие этого трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания. При этом можно считать магнитодвижущую силу (ампервитки) первичной обмотки равной магнитодвижущей силе вторичной обмотки: l\w\ = ItWz, откуда с учетом коэффициента трансформации и, трансформатора измеряемый ТОК / = /2 ---— = Л//2.

= U,(l + Яд//?») = KiU*. Добавочный коэффициент /Ся показывает, во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения вольтметра при использовании добавочного сопротивления /?д. Во избежание вносимой в процессе измерения напряжения погрешности добавочное сопротивление (по той же причине, что и шунт) следует использовать только в электрических цепях постоянного тока. При измерениях высоких напряжений в электрических цепях переменного тока используются трансформаторы

Используются трансформаторы тока при напряжениях:

Используются трансформаторы напряжения:

На средней частоте используются трансформаторы с замкнутой магнитной цепью броневого типа. Особенностью трансформаторов является высокая концентрация электромагнитной энергии и малые габариты, что позволяет встраивать их в закалочные станки и технологические линии. В некоторых многопозиционных станках, например в станках для закалки коленчатых валов, требование малых размеров трансформаторов является одним из основных. Трансформаторы универсальных закалочных установок и регулировочные автотрансформаторы кузнечных нагревателей должны иметь переменный коэффициент трансформации. Закалочные трансформаторы работают на нагрузку с коэффициентом мощности 0,2—0,4, часто в повторно-кратковременном режиме. Все трансформаторы имеют водяное охлаждение обмоток и магнитной цепи. Имеются три основные конструкции трансформаторов. Трансформаторы с цилиндрическими обмотками (ВТО-500, ВТО-1000) имеют одновитковую вторичную обмотку и помещенную внутрь нее много-витковую первичную. Магнитная система охлаждается радиаторными листами с припаянными к ним трубками охлаждения. Трансформаторы просты и экономичны, но для изменения коэффициента трансформации (&гр) требуют смены первичной обмотки. Серийно такие трансформаторы не выпускаются, но изготавливаются многими заводами для своих потребностей. Мощность трансформаторов 500 и 1000 кВ-А, частота 2,5 и 8 кГц. Трансформатор ТВД-3 имеет дисковые первичные и вторичные обмотки, что обеспечивает хорошее использование меди. Трансформатор имеет 44 ступени трансформации за счет переключения первичных и вторичных витков. Мощность 2000 кВ-А, частота 2,5-8 кГц [41].

На радиочастотах используются воздушные трансформаторы, имеющие одновитковую вторичную обмотку из медного листа, а внутри нее — много-витковую первичную спираль. Трансформаторы просты по конструкции и поставляются совместное генератором. Регулирование &тр не предусмотрено (только смена обмотки), КПД зависит от сопротивления и коэффициента мощности нагрузки и при cos (р2 — 0,05 составляет 75—85% . Основной недостаток воздушных трансформаторов — большая собственная реактивная мощность. Отношение реактивных мощностей на входе и в нагрузке равно 3—5, что приводит к завышению мощности конденсаторной батареи и к добавочным потерям в контурах. В мощных установках высокочастотной сварки используются трансформаторы с незамкнутым магнитопроводом из ферритовых стержней [42]. Трансформаторы с ферритовым магнитопроводом более чувствительны к изменению сопротивления нагрузки и дают наилучший эффект при работе на примерно постоянную нагрузку, что и имеет место в установках непрерывной сварки.

Для полупроводниковых ИМС основным и наиболее универсальным элементом является биполярный транзистор. В большинстве случаев в ИМС используются транзисторы п-р-п-типа. Значения параметров интегральных транзисторов: коэффициент усиления 5=100, граничная частота /т = 300 МГц, максимально допустимое напряжение [/ктах = 40 В.

Необходимо отметить, что существенным недостатком бустера ( 3.36) является большой Кг (более 10%), что и ограничивает его использование на практике. Свободным от этого недостатка является бустер класса АВ, принципиальная схема которого приведена на 3.37. Токи покоя транзисторов здесь задаются с помощью резисторов Rt и R2, а также диодов VDV и VD2. При интегральном исполнении в качестве диодов используются транзисторы в диодном включении. Напомним, что падение напряжения на пря-мосмещенном кремниевом ди-оде составляет примерно 0,7 В, а в кремниевых ИМС с помощью диодов осуществляется термокомпенсация рабочего режима.

В реальных схемах, где используются транзисторы средней мощности, коэффициент сглаживания составляет 50—200.

8.51. Приведите и поясните схемы для измерения обратных токов коллектора /КБО, эмиттера /ЭБО и начального тока коллектора /кэк. если используются транзисторы: а) типа р-п-р; б) типа п-р-п.

Как следует из рассмотрения, работа биполярного транзистора основана на процессах перемещения подвижных носителей заряда (электронов и дырок) через эмиттерный и коллекторный р-гс-переходы. В различных ИМС наряду с наиболее распространенными транзисторами типа п-р-п используются транзисторы типа р-п-р, причем комбинация обоих типов биполярных транзисторов в некоторых случаях позволяет существенно улучшить частотные свойства ИМС и снизить потребляемую мощность.

Большим быстродействием обладают схемы ТТЛШ ( 4.11), в которых используются транзисторы и диоды Шоттки. Быстродействие у них повышается благодаря отсутствию насыщения транзисторов.

Дальнейшее развитие полупроводниковой технологии, жесткие требования к габаритам и стоимости электронной аппаратуры, возросшие требования к полосе пропускаемых частот и минимизации искажений привели к тому, что в настоящее время основными схемами стали бестрансформаторные схемы усилителей мощности. Так как все сказанное выше о преимуществах двухтактных схем и режимах В остается в силе для бестрансформаторных схем, они остаются основными при построении усилителей мощности. В бестрансформаторных схемах широко используются транзисторы, включенные как по схеме с ОЭ, так и ОК. Это объясняется тем, что при работе непосредственно на низкоомную нагрузку коэффициенты усиления по мощности обоих схем мало отличаются друг от друга. В каскаде используются транзисторы как одной, так и разных типов электропроводности (такие каскады носят название каскадов с дополнительной симметрией). Широко используют каскады на-составных транзисторах.

Для питания различной полупроводниковой аппаратуры в настоящее время широко применяются транзисторные стабилизаторы компенсационного типа, которые принципиально не отличаются от электронных стабилизаторов. Основное различие между ними заключается в том, что в полупроводниковых стабилизаторах вместо электронных ламп используются транзисторы.

Вспомогательный триггер также собран на двух элементах ДТЛ. Первый из них построен на входных диодах Д13, Д14, транзисторе Гю, заменяющем диод смещения, и инверторе Т\з, а второй - на входных диодах Д15, Д16, транзисторе Ги и инверторе Т%. Для перекрестных обратных связей используются транзисторы 7*9 и Т\ъ встроенные в схему логических элементов. Перекрестные связи но вспомогательном триггере действуют следующим образом. Если, например, 6 = 0, то транзистор Гц проводит ток, который создает перепад напряжения

Демодуляторы. Схемотехника и принцип работы балансных демодуляторов во многом такие же, как у некоторых балансных модуляторов. Демодуляторы реализуются на бесконтактных и контактных ключах. В качестве бесконтактных ключей чаще всего используются транзисторы или диоды. Диодные демодуляторы рациональнее реализовать по кольцевой схеме, которая позволяет осуществлять двух-

В схемах 6.4, а, б, в, г используются транзисторы типа р-п-р. Однако все приведенные рассуждения справедливы и для транзисторов типа п-р-п, работа которых в общих чертах подобна работе лампового триода с током сетки.