Реферат: Конструирование конденсаторов переменной мкости с механическим упр

--PAGE_BREAK--Конденсатор односекционный, следовательно, у него имеется один ротор и один статор. Тип конденсатора прямоёмкостный. Такие конденсаторы характеризуются функциональной линейной характеристикой при повороте подвижной системы на угол <shape id="_x0000_i1040" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1040">: С<shape id="_x0000_i1041" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1041">=а<shape id="_x0000_i1042" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1042">+в.
При этом плотность настройки, получается, по диапазону не равномерно; при малых ёмкостях она велика, а при больших – мала. Такие конденсаторы применяют часто в качестве регулировочных, подстроечных и для настройки контуров при малом коэффициенте перекрытия диапазона. В этом случае шкала по частоте получается практически линейной. На рисунке 2.1 приведены графики изменения ёмкостей и частоты контура с прямоёмкостным конденсатором.
Прямоёмкосный конденсатор имеет простейшую форму пластин – полукруглую. При этом можно получить удовлетворительную линейную зависимость ёмкости от угла поворота (рисунок 2.2).
Напряжение, на котором работает конденсатор, даёт возможность варьировать зазор между пластинами, т. к. при данном напряжении вероятность пробоя воздуха (как диэлектрика) очень низка.

<group id="_x0000_s1026" coordorigin=«2337,12108» coordsize=«4902,3018» o:allowincell=«f»><line id="_x0000_s1030" from=«1938,15120» to=«3666,15120» o:regroupid=«2»><group id="_x0000_s1031" coordorigin=«2016,12384» coordsize=«1728,2880» o:regroupid=«2»><line id="_x0000_s1034" from=«5130,15120» to=«6783,15120» o:regroupid=«2»><line id="_x0000_s1035" from=«2907,15120» to=«3933,15120» o:regroupid=«2»><line id="_x0000_s1036" from=«4332,12162» to=«4332,13032» o:regroupid=«2»><line id="_x0000_s1037" from=«1938,12240» to=«1938,15120» o:regroupid=«2»><img width=«331» height=«205» src=«dopb302027.zip» v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065">С, пФ                          f, кГц
                                             1300 
500                                       1200
<group id="_x0000_s1066" coordorigin=«8493,12845» coordsize=«1938,1543» o:allowincell=«f»><line id="_x0000_s1067" from=«8493,13494» to=«9177,13494» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1068" from=«9747,13488» to=«10431,13488» o:regroupid=«4»><shapetype id="_x0000_t184" coordsize=«21600,21600» o:spt=«184» adj=«10800» path=«m21600,qx,10800,21600,21600wa@0@10@6@11,21600,21600,21600,xe»><path o:connecttype=«custom» o:connectlocs=«21600,0;0,10800;21600,21600;@0,10800» o:connectangles=«270,180,90,0» textboxrect="@12,@15,@0,@16"><shape id="_x0000_s1069" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«4» adj=«31»><line id="_x0000_s1070" from=«8493,13494» to=«9177,14160» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1071" from=«8493,13494» to=«8949,13932» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1072" from=«8493,13488» to=«8664,13674» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1073" from=«8550,13650» to=«9234,14364» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1074" from=«8835,13710» to=«9519,14382» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1075" from=«9120,13482» to=«9975,14382» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1076" from=«9348,13488» to=«10203,14388» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1077" from=«9633,13530» to=«10431,14370» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1078" from=«9918,13800» to=«10431,14370» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1079" from=«10146,14058» to=«10431,14370» o:regroupid=«4»><shape id="_x0000_s1080" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«4» adj=«31»><line id="_x0000_s1081" from=«8835,13410» to=«9234,13410» o:regroupid=«4»><line id="_x0000_s1082" from=«9633,13398» to=«10032,13398» o:regroupid=«4»><shape id="_x0000_s1083" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«4» adj=«26»><oval id="_x0000_s1084" o:regroupid=«4»><img width=«131» height=«106» src=«dopb302028.zip» v:shapes="_x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084">                                             1100
400                                       1000
                                               900
300                                         800
                                               700
200                                         600
                                               500
                                               400
100                                         300
                                                200                                                      
     0    20   40   60  80   <shape id="_x0000_i1043" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1043">    0     20    40    60     80    <shape id="_x0000_i1044" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1044"> 
рис 2.1                                                         рис 2.2
Все вышеприведённые факторы обличают процесс конструирования, и есть возможность заранее спрогнозировать основные элементы конструкции.
2.3 Обзор и анализ аналогичных конструкций
Кроме рассмотренных прямоёмкостных конденсаторов есть ещё множество других, отличающихся по своим характеристикам друг от друга приборов.
Само различие конденсаторов может заключаться в методе изменения ёмкости. Наиболее целесообразным в настоящий момент остаётся метод управления ёмкостью через геометрические параметры, определяющие взаимодействующую поверхность электродов конденсатора.
Управление ёмкостью через изменение проницаемости трудно и к тому же чревато изменением других важных параметров конденсатора. Остальные способы, так или иначе, связаны с напряженностью поля конденсатора, что влияет на электрическую прочность.
Сохранить постоянство расстояний между поверхностями электродов конденсатора, изменяя его ёмкость при помощи того или иного перемещения электродов, приводящего лишь к изменению взаимодействующей поверхности их, можно лишь при наличии таких, цилиндрических или сферических конденсаторов (при неполных сферах).
Конденсаторы с плоскими пластинами и вращательным перемещением одних пластин относительно других:
— прямоёмкостные (см. выше).
— прямоволновые – дают линейное изменение длины волны контура. Ёмкость конденсатора при этом должна изменяться не линейно: <shape id="_x0000_i1045" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image021.wmz» o:><img width=«107» height=«35» src=«dopb302029.zip» v:shapes="_x0000_i1045">. Такие конденсаторы имеют ограниченное применение: преимущественно в некоторых измерительных приборах.
-                     прямочастотные конденсаторы дают линейную зависимость частоты контура от угла поворота ротора, что обеспечивает постоянную
-                     плотность настройки по диапазону. Функциональная характеристика ёмкости при этом имеет вид: <shape id="_x0000_i1046" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image023.wmz» o:><img width=«112» height=«47» src=«dopb302030.zip» v:shapes="_x0000_i1046">, т. е. ёмкость должна убывать при увеличении угла поворота. Более привычны прямочастотные конденсаторы с так называемым “обратным вращением”, у которых при увеличении угла поворота ёмкость возрастает, а частота контура убывает: <shape id="_x0000_i1047" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image025.wmz» o:><img width=«148» height=«47» src=«dopb302031.zip» v:shapes="_x0000_i1047">. Прямочастотные конденсаторы имеют широкое применение в РЭА.
-                     логарифмические конденсаторы характеризуется постоянным, в пределах диапазона, относительным изменением ёмкости или частоты. В первом случае конденсаторы называют ёмкостно-логарифмическими  — <shape id="_x0000_i1048" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image027.wmz» o:><img width=«117» height=«25» src=«dopb302032.zip» v:shapes="_x0000_i1048">, а во втором частотно-логарифмическими -<shape id="_x0000_i1049" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image029.wmz» o:><img width=«111» height=«25» src=«dopb302033.zip» v:shapes="_x0000_i1049">. По характеру изменения частоты логарифмические конденсаторы приближаются к прямочастотным, но обеспечивают одинаковую точность отсчёта по всему диапазону, поэтому широкое применение в различной РЭА.
Другие виды конденсаторов имеют ограниченное применение, поэтому мы их не рассматриваем.
В приведённых формулах а и b – постоянные, неодинаковые для разных типов конденсаторов. (Определяются по начальным условиям, т. е. при <shape id="_x0000_i1050" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image031.wmz» o:><img width=«108» height=«24» src=«dopb302034.zip» v:shapes="_x0000_i1050">). Графики изменения ёмкости и частоты контура с различными конденсаторами приведены на рисунке 2.3.
<group id="_x0000_s1085" coordorigin=«2337,3402» coordsize=«7533,3222» o:allowincell=«f»><line id="_x0000_s1087" from=«2402,6561» to=«4370,6561» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1088" from=«3506,6561» to=«4674,6561» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1089" from=«2402,3538» to=«2402,6561» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1090" from=«2986,6504» to=«2986,6611» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1091" from=«3895,6511» to=«3895,6618» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1092" from=«3441,6517» to=«3441,6624» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1093" from=«4285,6511» to=«4285,6618» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1094" from=«2394,6164» to=«2395,6280» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1095" from=«2394,4974» to=«2395,5090» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1096" from=«2395,5464» to=«2395,5580» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1097" from=«2394,4495» to=«2395,4611» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1098" from=«2394,4004» to=«2395,4120» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1099" from=«2727,4111» to=«4414,6208» o:regroupid=«10»><line id="_x0000_s1100" from=«2467,4426» to=«4155,6523» o:regroupid=«10»><shape id="_x0000_s1101" coordsize=«1950,2340» o:regroupid=«10» path=«m,2340v122,-72,244,-144,360,-228c476,2028,577,1948,696,1836v119,-112,263,-255,378,-396c1189,1299,1289,1137,1386,990v97,-147,193,-300,270,-432c1733,426,1799,291,1848,198,1897,105,1934,35,1950,e» filled=«f»><shape id="_x0000_s1102" coordsize=«1916,2307» o:regroupid=«10» path=«m,2307v157,-39,314,-78,462,-132c610,2121,750,2073,888,1983v138,-90,277,-204,402,-348c1415,1491,1550,1312,1638,1119v88,-193,136,-468,180,-642c1862,303,1888,150,1902,75v14,-75,2,-38,,-48e» filled=«f»><shape id="_x0000_s1103" coordsize=«2177,2346» o:regroupid=«10» path=«m,2346v213,-19,427,-37,618,-66c809,2251,981,2230,1146,2172v165,-58,330,-120,462,-240c1740,1812,1849,1645,1938,1452v89,-193,169,-436,204,-678c2177,532,2149,130,2148,e» filled=«f»><group id="_x0000_s1105" coordorigin=«2016,12384» coordsize=«1728,2880» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1108" from=«7987,6507» to=«9870,6507» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1109" from=«7079,3402» to=«7079,4315» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1110" from=«7598,6450» to=«7598,6557» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1111" from=«8182,6457» to=«8182,6564» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1112" from=«8701,6444» to=«8701,6551» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1113" from=«9286,6463» to=«9286,6570» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1114" from=«7071,3710» to=«7072,3826» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1115" from=«7071,3956» to=«7072,4072» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1116" from=«7071,4195» to=«7072,4311» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1117" from=«7071,4441» to=«7072,4557» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1118" from=«7071,4668» to=«7072,4784» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1119" from=«7071,4920» to=«7072,5036» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1120" from=«7071,5165» to=«7072,5281» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1121" from=«7071,5398» to=«7072,5514» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1122" from=«7071,5656» to=«7072,5772» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1123" from=«7071,5889» to=«7073,6005» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1124" from=«7071,6135» to=«7072,6251» o:regroupid=«9»><line id="_x0000_s1125" from=«7273,4403» to=«7273,4473» o:regroupid=«9»><shape id="_x0000_s1126" coordsize=«2109,2280» o:regroupid=«9» path=«m,c28,203,57,406,114,672v57,266,143,716,228,924c427,1804,532,1842,627,1920v95,78,171,108,285,144c1026,2100,1150,2108,1311,2136v161,28,437,72,570,96c2014,2256,2071,2273,2109,2280e» filled=«f»><img width=«506» height=«218» src=«dopb302035.zip» v:shapes="_x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129">  

С, пФ                                                             f, кГц   
                                                                                          1300 
500                                                                                    1200
                                      1                                                  1100
400                                                                                    1000
                                              2                  3                               900                     4              3
300                                                                                      800                 2
                                                                                            700
200                                                                                      600                1
                                                                                            500
                                        4                                                  400
100                                                                                      300
                                                                                            200
     0       20    40    60  80   <shape id="_x0000_i1051" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1051">                                 0     20     40     60      80    <shape id="_x0000_i1052" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1052"> 
рис 2.3
Требуемая функциональная характеристика может быть получена приданием специального очертания роторным пластинам или при помощи выреза на статоре, а также всевозможных изломов контурах пластин, ступенчатых радиусов, подключением дополнительной ёмкости и т. д. На рисунке 2.4 изображены очертания пластин различных конденсаторов. Из них следует, что роторные пластины прямочастотных КПЕ имеют чрезвычайно вытянутую форму. Это понижает механическую жёсткость ротора и увеличивает объём конденсатора. Для устранения этого форму пластин изменяют, получая её очертания при помощи 2-х и 3-х сопрягаемых поверхностей (окружностей различного радиуса); площадь такой упрощённой пластины выбирается равной площади пластины правильной формы (очертание показано пунктиром).
Удовлетворительную линейную зависимость частоты от угла поворота можно получить и при полукруглом роторе, сместив центр его вращения относительно центра пластины. В этих случаях линейность изменения частоты несколько нарушается, но общая погрешность не превышает 6-8%.
При малых коэффициентах перекрытия диапазона форма роторных пластин КПЕ всех типов приближается к полукруглой.
Более жесткой конструкцией обладают конденсаторы с полукруглым ротором и специальным статором. Статор при этом снабжается вырезом с переменным радиусом, форма которого определяет требуемый закон изменения ёмкости.
<group id="_x0000_s1130" coordorigin=«1266,1458» coordsize=«9978,1326» o:allowincell=«f»><group id="_x0000_s1131" coordorigin=«8493,12845» coordsize=«1938,1543» o:regroupid=«15»><group id="_x0000_s1150" coordorigin=«7416,1506» coordsize=«1938,1513» o:regroupid=«15»><line id="_x0000_s1151" from=«7416,2125» to=«8100,2125» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1152" from=«8670,2119» to=«9354,2119» o:regroupid=«13»><shape id="_x0000_s1153" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«13» adj=«31»><line id="_x0000_s1154" from=«7416,2125» to=«8100,2791» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1155" from=«7416,2125» to=«7872,2563» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1156" from=«7416,2119» to=«7587,2305» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1157" from=«7473,2281» to=«8157,2995» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1158" from=«7758,2341» to=«8442,3013» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1159" from=«8043,2113» to=«8898,3013» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1160" from=«8271,2119» to=«9126,3019» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1161" from=«8556,2161» to=«9354,3001» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1162" from=«8841,2431» to=«9354,3001» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1163" from=«9069,2689» to=«9354,3001» o:regroupid=«13»><shape id="_x0000_s1164" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«13» adj=«31»><line id="_x0000_s1165" from=«7908,2028» to=«8157,2029» o:regroupid=«13»><line id="_x0000_s1166" from=«8562,2034» to=«9096,2035» o:regroupid=«13»><shape id="_x0000_s1167" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«13» adj=«26»><oval id="_x0000_s1168" o:regroupid=«13»><group id="_x0000_s1169" coordorigin=«9516,1464» coordsize=«1938,1543» o:regroupid=«15»><line id="_x0000_s1170" from=«9516,2113» to=«10200,2113» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1171" from=«10770,2107» to=«11454,2107» o:regroupid=«14»><shape id="_x0000_s1172" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«14» adj=«31»><line id="_x0000_s1173" from=«9516,2113» to=«10200,2779» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1174" from=«9516,2113» to=«9972,2551» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1175" from=«9516,2107» to=«9687,2293» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1176" from=«9573,2269» to=«10257,2983» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1177" from=«9858,2329» to=«10542,3001» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1178" from=«10143,2101» to=«10998,3001» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1179" from=«10371,2107» to=«11226,3007» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1180" from=«10656,2149» to=«11454,2989» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1181" from=«10941,2419» to=«11454,2989» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1182" from=«11169,2677» to=«11454,2989» o:regroupid=«14»><shape id="_x0000_s1183" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«14» adj=«505»><line id="_x0000_s1184" from=«9858,2029» to=«10257,2029» o:regroupid=«14»><line id="_x0000_s1185" from=«10506,2016» to=«11055,2017» o:regroupid=«14»><shape id="_x0000_s1186" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«14» adj=«26»><oval id="_x0000_s1187" o:regroupid=«14»><group id="_x0000_s1188" coordorigin=«5371,1714» coordsize=«1938,1329» o:regroupid=«15»><line id="_x0000_s1189" from=«5371,2149» to=«6055,2149» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1190" from=«6625,2143» to=«7309,2143» o:regroupid=«12»><shape id="_x0000_s1191" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«12» adj=«31»><line id="_x0000_s1192" from=«5371,2149» to=«6055,2815» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1193" from=«5371,2149» to=«5827,2587» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1194" from=«5371,2143» to=«5542,2329» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1195" from=«5428,2305» to=«6112,3019» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1196" from=«5713,2365» to=«6397,3037» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1197" from=«5998,2137» to=«6853,3037» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1198" from=«6226,2143» to=«7081,3043» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1199" from=«6511,2185» to=«7309,3025» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1200" from=«6796,2455» to=«7309,3025» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1201" from=«7024,2713» to=«7309,3025» o:regroupid=«12»><shape id="_x0000_s1202" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«12» adj=«31»><line id="_x0000_s1203" from=«5520,2065» to=«6112,2070» o:regroupid=«12»><line id="_x0000_s1204" from=«6511,2052» to=«6996,2053» o:regroupid=«12»><oval id="_x0000_s1205" o:regroupid=«12»><shapetype id="_x0000_t19" coordsize=«21600,21600» o:spt=«19» adj="-5898240,,,21600,21600" path=«wr-21600,,21600,43200,,,21600,21600nfewr-21600,,21600,43200,,,21600,21600l,21600nsxe» filled=«f»><path arrowok=«t» o:extrusionok=«f» gradientshapeok=«t» o:connecttype=«custom» o:connectlocs=«0,0;21600,21600;0,21600»><path o:connectlocs=«0,6383;36918,20869;15330,21600»><group id="_x0000_s1207" coordorigin=«3354,1458» coordsize=«1938,1585» o:regroupid=«15»><line id="_x0000_s1208" from=«3354,2149» to=«4038,2149» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1209" from=«4608,2143» to=«5292,2143» o:regroupid=«11»><shape id="_x0000_s1210" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«11» adj=«31»><line id="_x0000_s1211" from=«3354,2149» to=«4038,2815» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1212" from=«3354,2149» to=«3810,2587» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1213" from=«3354,2143» to=«3525,2329» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1214" from=«3411,2305» to=«4095,3019» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1215" from=«3696,2365» to=«4380,3037» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1216" from=«3981,2137» to=«4836,3037» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1217" from=«4209,2143» to=«5064,3043» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1218" from=«4494,2185» to=«5292,3025» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1219" from=«4779,2455» to=«5292,3025» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1220" from=«5007,2713» to=«5292,3025» o:regroupid=«11»><shape id="_x0000_s1221" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«11» adj=«31»><line id="_x0000_s1222" from=«3786,2046» to=«4089,2047» o:regroupid=«11»><line id="_x0000_s1223" from=«4500,2064» to=«5250,2065» o:regroupid=«11»><shape id="_x0000_s1224" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«11» adj=«26»><oval id="_x0000_s1225" o:regroupid=«11»><img width=«607» height=«78» src=«dopb302036.zip» v:shapes="_x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210 _x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226"> 

а)                       б)                    в)                     г)                       д)
рис.2.4.
Конденсаторы с плоскими пластинами и поступательным перемещением: вращательное перемещение заменяется на поступательное перемещение с предельной длинной L. КПЕ с плоскими пластинами и поступательным перемещением не находят широкого применения. Возможны две конструкции КПЕ с цилиндрическими пластинами: 1) с поступательным перемещением одного цилиндра относительно другого; 2) с вращательным перемещением одного цилиндра вокруг другого. Способы изменения ёмкости при поступательном перемещении изображены на рисунке 2.5.
<group id="_x0000_s1227" coordorigin=«1806,6930» coordsize=«8298,1392» o:allowincell=«f»><line id="_x0000_s1229" from=«1752,7032» to=«1752,7488» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1230" from=«3264,7026» to=«3264,8130» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1231" from=«1752,7026» to=«3258,7026» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1232" from=«1752,8136» to=«2988,8136» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1233" from=«2994,8136» to=«3264,8136» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1234" from=«2982,7788» to=«2982,8286» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1235" from=«1476,7296» to=«1476,8286» o:regroupid=«16»><line id="_x0000_s1236" from=«1476,8286» to=«2982,8286» o:regroupid=«16»><shape id="_x0000_s1237" coordsize=«1537,503» o:regroupid=«16» path=«m,c34,42,68,85,180,138v112,53,289,124,492,180c875,374,1259,445,1398,474v139,29,100,15,108,18e» filled=«f»><line id="_x0000_s1238" from=«1752,7494» to=«1752,8136» o:regroupid=«16»><group id="_x0000_s1239" coordorigin=«3336,7284» coordsize=«342,204» o:regroupid=«16»><shape id="_x0000_s1280" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«17» adj=«0»><line id="_x0000_s1281" from=«9444,7212» to=«9462,7224» o:regroupid=«17»><img width=«557» height=«95» src=«dopb302037.zip» v:shapes="_x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281">  

 
а)                                      б)                                       в)
Рис 2.5

3. Расчет прямоёмкостного конденсатора переменной ёмкости
3.1 Теоретические данные к расчёту
Задачей расчета конденсатора переменной ёмкости является определение конфигурации роторных и статорных пластин, их количества и величины зазора. При этом считаются заданными минимальная и максимальная ёмкости контура, функциональная характеристика, а также требования к точности, стабильности и условиям работы конденсатора.
Рассмотрим расчет при первом способе получения необходимого закона ёмкости, то есть, определим, как должен изменяться радиус ротора для получения необходимой функциональной характеристики. Примем, что угловой диапазон перемещения ротора равен 1800.
На рисунке 3.1. изображены пластины конденсатора, ротор которого введён на угол <shape id="_x0000_i1053" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1053">. Давая углу <shape id="_x0000_i1054" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1054"> малое приращение <shape id="_x0000_i1055" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image036.wmz» o:><img width=«24» height=«21» src=«dopb302038.zip» v:shapes="_x0000_i1055">, получим соответствующее приращение ёмкостной площади <shape id="_x0000_i1056" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image038.wmz» o:><img width=«23» height=«19» src=«dopb302039.zip» v:shapes="_x0000_i1056">, равное площади заштрихованного сектора: <shape id="_x0000_i1057" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image040.wmz» o:><img width=«267» height=«47» src=«dopb302040.zip» v:shapes="_x0000_i1057">. С другой стороны имеем: <shape id="_x0000_i1058" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image042.wmz» o:><img width=«112» height=«41» src=«dopb302041.zip» v:shapes="_x0000_i1058">. Сравнивая эти два выражения, получим:
(1)<shape id="_x0000_i1059" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image044.wmz» o:><img width=«149» height=«49» src=«dopb302042.zip» v:shapes="_x0000_i1059">, где n – общее число пластин (ротора и статора); d – зазор между пластинами ротора и статора; <shape id="_x0000_i1060" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image046.wmz» o:><img width=«15» height=«24» src=«dopb302043.zip» v:shapes="_x0000_i1060"> - радиус выреза на статоре для пропуска оси.
Все линейные размеры в приведённых формулах выражены в сантиметрах, ёмкость – в пикофарадах, а углы – в градусах.
Полученное выражение (1) является исходным для расчёта очертания ротора конденсаторов любых типов, так как требует определения лишь значения отношения <shape id="_x0000_i1061" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image048.wmz» o:><img width=«47» height=«35» src=«dopb302044.zip» v:shapes="_x0000_i1061">, что может быть выполнено как аналитически, так и графически.
<group id="_x0000_s1282" coordorigin=«4296,11322» coordsize=«3126,2802» o:allowincell=«f»><line id="_x0000_s1283" from=«4302,12433» to=«4302,14124» o:regroupid=«22»><line id="_x0000_s1284" from=«7422,12438» to=«7422,14118» o:regroupid=«22»><line id="_x0000_s1285" from=«4296,14118» to=«7416,14118» o:regroupid=«22»><shape id="_x0000_s1286" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«22» adj=«0»><line id="_x0000_s1287" from=«4302,12432» to=«5568,12432» o:regroupid=«22»><line id="_x0000_s1288" from=«6138,12426» to=«7422,12426» o:regroupid=«22»><shape id="_x0000_s1289" type="#_x0000_t184" o:regroupid=«21» adj=«96»><line id="_x0000_s1290" from=«5148,11616» to=«5707,12287» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1291" from=«5951,12571» to=«6834,13620» o:regroupid=«21»><oval id="_x0000_s1292" o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1293" from=«5520,11394» to=«6144,13422» o:regroupid=«21»><shape id="_x0000_s1294" coordsize=«420,804» o:regroupid=«21» path=«m420,v-3,31,-6,62,-12,96c402,130,394,166,384,204v-10,38,-19,77,-36,120c331,367,303,423,282,462v-21,39,-32,57,-60,96c194,597,151,655,114,696,77,737,16,791,,804e» filled=«f»><shape id="_x0000_s1295" coordsize=«1791,1097» o:regroupid=«21» path=«m,293c9,282,19,272,48,251v29,-21,72,-55,126,-84c228,138,301,102,372,77,443,52,524,29,600,17,676,5,747,,828,5v81,5,177,17,258,42c1167,72,1245,112,1314,155v69,43,130,93,186,150c1556,362,1615,445,1650,497v35,52,41,75,60,120c1729,662,1751,713,1764,767v13,54,21,124,24,174c1791,991,1783,1041,1782,1067v-1,26,-1,28,,30e» filled=«f»><shape id="_x0000_s1296" coordsize=«354,174» o:regroupid=«21» path=«m354,c325,20,296,41,264,60,232,79,196,98,162,114,128,130,87,146,60,156,33,166,16,170,,174e» filled=«f»><line id="_x0000_s1297" from=«6204,13164» to=«6432,13392» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1298" from=«6108,13062» to=«6360,13320» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1299" from=«6054,12954» to=«6264,13158» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1300" from=«6006,12828» to=«6150,12978» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1301" from=«5946,12696» to=«6066,12822» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1302" from=«5838,12432» to=«6852,12762» o:regroupid=«21»><shape id="_x0000_s1303" coordsize=«354,174» o:regroupid=«21» path=«m354,c325,20,296,41,264,60,232,79,196,98,162,114,128,130,87,146,60,156,33,166,16,170,,174e» filled=«f»><shape id="_x0000_s1304" coordsize=«420,804» o:regroupid=«21» path=«m420,v-3,31,-6,62,-12,96c402,130,394,166,384,204v-10,38,-19,77,-36,120c331,367,303,423,282,462v-21,39,-32,57,-60,96c194,597,151,655,114,696,77,737,16,791,,804e» filled=«f»><line id="_x0000_s1305" from=«5682,12084» to=«6120,12630» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1306" from=«6120,12090» to=«6342,12090» o:regroupid=«21»><line id="_x0000_s1307" from=«5676,12426» to=«6024,12432» o:regroupid=«21»><img width=«211» height=«178» src=«dopb302045.zip» v:shapes="_x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285 _x0000_s1286 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1290 _x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295 _x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1299 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307">  

<shape id="_x0000_i1062" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image046.wmz» o:><img width=«15» height=«24» src=«dopb302043.zip» v:shapes="_x0000_i1062">
                                                                                      R          <shape id="_x0000_i1063" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1063">
                                                                                      <shape id="_x0000_i1064" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image051.wmz» o:><img width=«24» height=«21» src=«dopb302038.zip» v:shapes="_x0000_i1064">  
 
Рис. 3.1
Прямоёмкостный конденсат имеет линейную функциональную зависимость (характеристику). Поэтому <shape id="_x0000_i1065" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image052.wmz» o:><img width=«97» height=«35» src=«dopb302046.zip» v:shapes="_x0000_i1065">и <shape id="_x0000_i1066" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image054.wmz» o:><img width=«67» height=«19» src=«dopb302047.zip» v:shapes="_x0000_i1066">, то есть его ротор будет иметь полукруглую форму.
Для расчёта можно принять, что: <shape id="_x0000_i1067" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image056.wmz» o:><img width=«143» height=«43» src=«dopb302048.zip» v:shapes="_x0000_i1067">.
Дальнейший расчёт проводится по формуле (1). Форма роторов конденсаторов других типов отличается от полукруглой, поэтому расчёт их очертания производится для ряда значений угла <shape id="_x0000_i1068" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image017.wmz» o:><img width=«15» height=«17» src=«dopb302026.zip» v:shapes="_x0000_i1068">, взятых через 10-200.
3.2 Определение исходных данных и численный расчёт
Для расчёта КПЕ необходимо предварительно определение минимальной и максимальной ёмкостей контура, числа пластин n, зазора d и радиуса выреза на статорных пластинах r0.
Сmin=40<shape id="_x0000_i1069" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image058.wmz» o:><img width=«33» height=«23» src=«dopb302049.zip» v:shapes="_x0000_i1069">, Сmax=400<shape id="_x0000_i1070" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image058.wmz» o:><img width=«33» height=«23» src=«dopb302049.zip» v:shapes="_x0000_i1070">
Общее число пластин выбирается на основании следующих соображений: при большом числе пластин длина конденсатора получается чрезмерной, при малом – возрастают размеры каждой пластины, что понижает их жёсткость. Рекомендуется число пластин выбирать так, чтобы длина конденсаторной секции примерно была равна среднему радиусу ротора.
Ориентировочно число пластин можно выбрать по таблице 3.1.
Таб. 3.1
Для Сmax=400 пФ выбираем число пластин n=20.
Величина зазора d выбирается исходя из размеров конденсатора, требуемой точности, необходимой стабильности и электрической прочности, а также производственно-технологических соображений. Чем больше зазор, тем выше электрическая прочность, стабильность, надёжность и прочность функциональной характеристики и тем легче производство конденсатора. Объём конденсатора примерно пропорционален квадрату величины зазора, поэтому при его увеличении – размеры конденсатора существенно возрастают.
Точное определение зазора по электрической прочности встречает рая трудностей, так как электрическая прочность воздуха зависит от атмосферного давления и других климатических факторов, а также от частоты, расстояния между пластинами, состояния их поверхности и т.д.
Для приближённого расчёта можно исходить из того, что при нормальном давлении допустимая напряжённость поля между пластинами составляет 650-750В/мм (для переменного напряжения высокой частоты).
Величина зазора может быть найдена из соотношения:<shape id="_x0000_i1071" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image060.wmz» o:><img width=«96» height=«43» src=«dopb302050.zip» v:shapes="_x0000_i1071">.
При напряжениях меньше 200-250 В пробой через воздух не может произойти ни при каких условиях. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений. В этом случае величину зазора следует выбирать, исходя из конструктивных соображений.
Uраб=500 В: <shape id="_x0000_i1072" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image062.wmz» o:><img width=«101» height=«41» src=«dopb302051.zip» v:shapes="_x0000_i1072">мм. Округлим до 1 мм.
Радиус выреза на статорных пластинах r0определяется диаметром оси и зазором между осью и кромками статорных пластин. Этот зазор часто в 2-3 раза больше зазора между пластинами. Его уменьшение повышает минимальную ёмкость конденсатора и отрицательно сказывается на стабильности. Обычно величина r0составляет 5-10мм. Исходя из вышесказанного, определим r0=5мм.
По назначенным данным выполняем расчёт:
Сmin=40 пФ
Сmax=400 пФ
n=20
r0=5мм=0,5см.
d=1мм=0,1см.
(1)<shape id="_x0000_i1073" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image064.wmz» o:><img width=«239» height=«43» src=«dopb302052.zip» v:shapes="_x0000_i1073">
(2)<shape id="_x0000_i1074" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«86782.files/image066.wmz» o:><img width=«365» height=«49» src=«dopb302053.zip» v:shapes="_x0000_i1074">
Следовательно, пластины ротора имеют радиус 3,733 сантиметра.
Теперь нужно сконструировать остальные составляющие конструкции и стабильность конденсатора рассчитать исходя из выбранных материалов и конструктивных решений.
4. Стабильность конденсатора
Изменение ёмкости конденсатора может быть вызвано как воздействием климатических факторов, так и механических. Эти изменения несущественны для конденсаторов, работающих в качестве фильтрующих, блокировочных, а также применяемые в контурах, не задающих частоту и т.п., но они нежелательны, а в ряде случаев и вообще недопустимы для конденсаторов, используемых в контурах, задающих частоту различных генераторов и гетеродинов.
4.1 Температурная неустойчивость КПЕ
Изменения ёмкости под влиянием температуры в основном вызываются изменением линейных размеров пластин и зазоров и изменением диэлектрической проницаемости диэлектриков (в том числе и воздуха), находящихся в электрическом поле конденсатора. Значительные изменения ёмкости чаще всего бывают также из-за коробления различных элементов конструкции. Общий температурный коэффициент конденсатора определяется совместным действием всех перечисленных факторов.
    продолжение
--PAGE_BREAK--