Применение магнитных

Недостаток ЭМ переменного тока состоит в сравнительно большом внутреннем индуктивном сопротивлении взаимной индукции обмоток возбуждения и якоря, что обусловливает существенное падение напряжения при питании активно-индуктивных нагрузок в ударных режимах генераторов и режимах динамического торможения. Кроме того, в отсутствие полупроводниковых преобразователей затрудняется регулирование синхронных ЭМ с постоянными магнитами и асинхронных ЭМ. Для самовозбуждения автономных асинхронных генераторов требуется применение конденсаторов значительной емкости, увеличивающих габариты и массу установки ЭМН.

Применение конденсаторов на основе р-и-перехода ограничивается двумя паразитными параметрами: эквивалентным последовательным сопротивлением и параллельной емкостью. Паразитные элементы интегрального конденсатора, сформированного на основе коллекторного p-n-перехода, показаны на эквивалентной схеме ( 2.35, а). Эта схема содержит полезную емкость С\, паразитную емкость изолирующего перехода коллектор — подложка Ci, диоды Д\, Д2, образующие полезную и паразитную емкости, и последовательное сопротивление R. Для получения максимального коэффициента передачи сигнала от вывода/к выводу 2 необходимо стремиться к получению максимального отношения Ci/Cz. На 2.35,6 показана зависимость этого отношения от запирающего напряжения V\\, приложенного к переходу коллектор — подложка, для двух значений напряжения смещения перехода база — коллектор.

Конденсаторная установка может состоять из одной комбинированной ячейки с конденсаторами мощностью около 100 квар либо иметь вводную или комбинированную ячейку и необходимое количество конденсаторных ячеек, что обеспечивает мощность батареи 200—300 квар и выше. Следует отметить, что применение конденсаторов, пропитанных вместо масла негорючей жидкостью (совтолом), позволяет увеличить мощность ячеек на 30—35%. В качестве коммутирующей и защитной аппаратуры в установках используются контакторы с предохранителями или автоматы. Кроме того, секции конденсаторов защищаются секционными предохранителями, встроенными в его корпус. В качестве разрядных сопротивлений могут применяться лампы накаливания или специальные 'сопротивления, нормально отключенные от батареи 'и включаемые автоматически при ее отключении от сети.

Применение конденсаторов, способных накапливать и в течение некоторого времени сохранять электрический заряд, позволяет создавать схемы выпрямителей с умножением напряжения — схемы, выходное напряжение холостого хода которых в 2 раза и более превышает амплитудное значение напряжения на вторичноД обмотке трансформатора. С помощью умножителей напряжения дожно получить на выходе любое напряжение при использовании малогабаритных и недорогих приборов и деталей с низкими номинальными напряжениями. Такие схемы используются, например, для питания анодных цепей ЭЛТ, где требуется получить напряжение порядка нескольких десятков киловольт и токов порядка нескольких микроампер.

В конденсаторах изменение температуры приводит к изменению геометрических размеров обкладок и расстояний между ними, а также к изменению диэлектрической проницаемости диэлектрика. В колебательных контурах автогенераторов следует использовать те типы конденсаторов, которые обладают минимальным температурным коэффициентом емкости (ТКС). Применение конденсаторов с титанодиэлектриками (например, с тикондом), которые обладают отрицательным ТКС, обеспечивает определенную термокомпенсацию в контуре. В особо ответственных случаях колебательный контур помещают в термостат, но это усложняет и удорожает генератор.

Применение конденсаторов на основе p-tt-перехода ограничивается двумя паразитными параметрами: эквивалентным последовательным сопротивлением и параллельной емкостью. Паразитные элементы интегрального конденсатора, сформированного на основе коллекторного p-n-перехода, показаны на эквивалентной схеме ( 2.36, а). Эта схема содержит полезную емкость С\, паразитную емкость изолирующего перехода коллектор — подложка С2, диоды Д[, Д2, образующие полезную и паразитную емкости, и последовательное сопротивление R. Для получения максимального коэффициента передачи сигнала от вывода / к выводу 2 необходимо стремиться к максимально возможному значению отношения С\]С2. На 2.36, б показана зависимость этого отношения от запирающего напряжения ?/п, приложенного к переходу коллектор — подложка, для двух значений напряжения смещения перехода база — коллектор.

Применение конденсаторов. Конденсаторы применяются очень широко. Мощные батареи силовых конденсаторов включаются для улучшения коэффи-• циента мощности; конденсаторы небольшой емкости применяются в радиртехни-ческих устройствах; конденсаторы используются также в устройствах автоматики и других. При расчетах следует учитывать емкость кабелей и линий передачи, заметную емкость имеют электроды электронных и полупроводниковых приборов, следует считаться с емкостью и в других случаях.

Применение конденсаторов на основе р-л-переходов ограничивают два паразитных параметра: эквивалентное последовательное сопротивление и параллельная (паразитная емкость. Паразитные элементы конденсатора на основе 'коллекторного перехода показаны на 3.166. Здесь. С2 — полезная емкость; С4 — паразитная емкость; Д, и Hz — диоды, образующие; паразитную и полезную емкости; RK — последовательное сопротивление. Для получения максимального коэффициента передачи сигнала от точки А к точке Б ( 3.16&") необходимо стремиться к возможно более высокому отношению Ca/Ci. Максимальный коэффициент передачи в данной структуре может быть получен 7:1, что достигается путем подачи максимального напряжения на .подложку.

щие компенсирующие устройства, способные регулировать реактивную мощность в соответствии с размахами ее изменения. Необходимое быстродействие таких устройств можно ориентировочно определить в диапазоне 100—2000 Мва Появление высших гармоник тока и напряжения при работе вентильных преобразователей ограничивает применение конденсаторов для компенсации постоянной составляющей реактивной мощности, так как вызывает значительные перегрузки конденсаторных батарей.

Однако искусственные методы не позволяют в данной цепи избавиться от «обменной» энергии, они могут лишь локализовать ее, освобождая при этом сети и их станции. Практическое применение конденсаторов для компенсации несколько ограничено из-за их высокой стоимости. Поэтому на практике получили широкое распространение так называемые синхронные компенсаторы — синхронные двигатели облегченной конструкции, работающие на холостом ходу и создающие емкостный ток (см. § 5.22).

полюсных наконечников на магнитах обеспечить сложно, поэтому более рационально применение магнитных систем со сварным биметаллическим цилиндром ( 1.7,6, в, г). В этих системах полюсы магнитов выполнены в виде звездочки ( 1.7,6) или применены призматические магниты в индукторах обычного типа (1.7,в) или коллекторного типа (1.7,г), когда поток в зазоре создается двумя магнитами. На полюсы напрессовывается составной сварной биметаллический цилиндр 1 из магнитомягких полюсных наконечников 2 и межполюсных участков 3 из немагнитного материала. Применение призматических магнитов с направленной кристаллизацией и магнитов на базе редкоземельных элементов и кобальта позволяет создавать магнитоэлектрические генераторы мощностью до 165 кВА, и область применения таких генераторов постоянно расширяется.

Опоры выполняются на постоянных магнитах и электромагнитах постоянного либо переменного тока (индукционного типа), а также в виде различных комбинированных устройств. Крупномасштабное применение магнитных опор в современной

Для вакуумированных МН перспективно применение магнитных уплотнений. Они изготавливаются в виде пары кольцевых полюсных наконечников постоянного магнита (или электромагнита), охватывающих вращающийся вал. В межполюсную камеру помещена ферромагнитная жидкость, которая заполняет также уплотняемые зазоры с радиальным размером 5% 0,2 мм между валом и полюсами. Жидкость представляет собой коллоидный раствор тонкодисперсных (размером dк, 0,01 мкм) частиц магнитодиэлектрика (феррита) в органическом носителе, например керосине. Она удерживается в рабочем зазоре силами магнитного поля, созданного намагничивающим устройством уплотнения. Достоинство феррожид-костных уплотнений состоит в их высокой вакуумной плотности и малых потерях трения. Недостаток данных устройств определяется тем, что при повышенных линейных скоростях на поверхности вала органический носитель испаряется вследствие нагрева, жидкость густеет и снижает свою уплотняющую способность [4.1]. Преодолеть этот недостаток можно, например, с помощью охлаждающих каналов в конструкции уплотнения. На 4.8, е, ж показаны простейшие схемы устройства магнитных уплотнений.

В качестве материала металлоконструкций МЭА используют обычно алюминиевые сплавы. При этом удельная масса блоков в среднем равна 1,0—1,3 г/см3, масса металлоконструкций составляет 35—50% от массы блока. Перспективно применение магнитных сплавов, производство которых в мире резко возрастает. Это дает возможность снизить массу металлоконструкций в блоках на 15—30%.

Применение магнитных сердечников позволяет уменьшить размеры катушки и в ряде случаев увеличить ее добротность. Сердечник из магнитного материала, помещенный внутри катушки, концентрирует магнитное поле и тем самым увеличивает ее индуктивность. Кроме того, используя сердечник, который способен перемещаться внутри катушки, можно менять ее индуктивность без изменения числа витков обмотки,

Хотя синтез ПЭ довольно сложен, применение магнитных ПЭ в совокупности с другими магнитно-диодными элементами в ряде случаев дает хорошие результаты, так как позволяет на одном сердечнике реализовать сложную функцию.

Отсутствие вращающихся частей, нечувствительность к значительным перегрузкам, возможность усиления малых мощностей, большой коэффициент усиления, а также возможность суммирования нескольких сигналов при соответствующем количестве управляющих обмоток на магнитопроводе усилителя обеспечили широкое применение магнитных усилителей в различных установках контроля, измерения, управления и автоматического регулирования. Повышенная инерционность магнитных усилителей порядка десятых долей секунды иногда ограничивает их применение в некоторых установках автоматического регулирования.

Применение магнитных элементов в коммутаторах по ряду причин нежелательно. Они ограничивают быстродействие коммутаторов, ухудшают режим работы транзисторов, так как представляют собой индуктивную нагрузку. В некоторых случаях создание магнитных дешифраторов связано с определенными технологическими трудностями, вызванными необходимостью выполнения специальных видов намотки

В целях рационального распределения поля рассеяния применяются главным образом магнитные шунты в виде пакетов электротехнической стали, экранирующие стенки бака или ярмовые балки и концентрирующие в себе большую часть поля рассеяния. Применяются также электромагнитные экраны из листов или полос цветных металлов. Применение магнитных шунтов и электромагнитных экранов целесообразно в тех случаях, когда сумма потерь в шунте или экране с новыми потерями в баке существенно меньше потерь в неэкранированном или не-зашунтированном баке. Большой эффект в снижении добавочных потерь может дать замена ряда стальных деталей — прессующих колец обмоток, ярмовых балок и т. д. — деталями из специальных немагнитных сталей

Применение магнитных элементов в коммутаторах по ряду причин нежелательно. Они ограничивают быстродействие коммутаторов, ухудшают режим работы транзисторов, так как представляют собой индуктивную нагрузку. В некоторых случаях создание магнитных дешифраторов связано с определенными технологическими трудностями, вызванными необходимостью выполнения специальных видов намотки.

Одна из основных погрешностей ТГ постоянного тока — пульсации выходного напряжения (коллекторные, зубцовые и якорные). Причины возникновения пульсаций выходного напряжения связаны чаще всего с эксцентриситетом и эллиптичностью якоря, неравномерностью частоты вращения, остаточным магнетизмом, неоднородностью магнитных свойств материала якоря в разных направлениях, вибрацией щеток и др. В зависимости от характера пульсаций применяются различные средства для уменьшения их: 1) для якорных пульсаций — увеличение воздушного зазора, «веерная» сборка пакета, точность изготовления якоря; 2) для зубцовых — скос пазов, правильный выбор числа пазов и ширины полюсного-наконечника, применение магнитных клиньев; 3) для коллекторных— выбор большого числа коллекторных пластин, надежная конструкция, правильный выбор типа щеток и уход за ними.