↑ ФОРУМ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ-КВ и УКВ СПОРТ

САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

ФОРУМ

ВСЕХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ ПРИВЕТСТВУЕМ НА НАШЕМ САЙТЕ: "САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ!!!"

Объявления размещайте строго по радиотематике!
Администратор:Александр Валентинович. Вопросы по сайту на E-mail:vokub@mail.ru
Комментарии объявления могут оставлять только зарегистрированные пользователи!!!
Адреса своих интернет ресурсов пожалуйста не размещайте-все будет удаляться!
Для нарушителей доступ на сайт будет закрыт!!!

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: Alex 
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » Усилители мощности » Расчет реактивной мощности в П-контуре и программа. (Расчет реактивной мощности в П-контуре и программа.)
Расчет реактивной мощности в П-контуре и программа.
AlexДата: Четверг, 17 Янв 2013, 17:42 | Сообщение # 1
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 920
Награды: 0
Репутация: 5
Статус: Offline
Расчет реактивной мощности в П-контуре.

Расчет реактивной составляющей токов и реактивной мощности, действующих в элементах П-контура лампового усилителя мощности, представляет определенный интерес для пытливого радиолюбителя. Например у вас имеется усилитель мощности на лампе ГУ-74Б, работающий в режиме класса АВ1 (анодное напряжение Еа — 2100В, постоянная составляющая анодного тока Iао при максимальном сигнале — 0,5 А, сопротивление нагрузки RH — 50 Ом, начальный ток анода Iн — 0,3 А, напряжение на экранной сетке ЕС2 — 300 В).

Рис.1.

Рассмотрим случай, когда элементы П-контура - рис.1, рассчитанные для нагруженной добротности контура Q, равной 12, составляют: С1 = 83 пФ, L = 6,68 мкГн, С2 = 469 пФ. Коэффициент полезного действия П-контура h n-к — 0,952.

Определим коэффициент использования анодного напряжения:

x = Еа - (Ес2 + 10...50)/ Ea = 2100 - (300 + 30)/ 2100 = 0,836 (1)

Теперь найдем импульс анодного тока:

Iam = Iao/a 0, (2) где a 0 — коэффициент разложения анодного импульса для постоянной составляющей; при угле отсечки 120° для работы усилителя в режиме класса АВ1 этот коэффициент составляет 0,406.

Iam = 0,5/0.406 = 1,23(A)

Так как начальный ток довольно большой (Iн = 0,3А), введем коэффициент ko, учитывающий влияние начального тока:

ko = Iн/Iam = 0,3/1,23 (3)

Уточняем значение a0:

a 01 = a 0 + 0,88ko2 (4)

a 01 = 0,406 + 0,88 - 0,2432 = 0,458.

Вычислим уточненное значение импульса анодного тока:

Iam1 = Ia0 /a 01 = 0,5/0,458 = 1.09A

Теперь можно определить амплитудное значение первой гармоники анодного тока:

Ia1 = Iam - a 1, (6) где a1 — коэффициент разложения импульса анодного тока для первой гармоники, равный 0,536.

Ia1 = 1,09 - 0,536 = 0,585 (А).

Найдем амплитуду переменного напряжения на аноде лампы (или на конденсаторе C1):

Ua = x • Ea = 0,836 • 2100 = 1756 (В) (7)

Теперь можно определить эквивалентное сопротивление анодной нагрузки для лампы:

Roe = Ua/Ia1 = 1756/0,585 = 3000 (Ом). (8)

Определим колебательную мощность, которая присутствует на элементах П-контура:

Ркол = 0,5 • Iа1 • Uа = 0,5 • 0,585 • 1756 = 513,6 (Вт) (9), или:

Pкол = Ua2 /2• Roe = 17562/2 • 3000 = 513,9 (Bт) (10)

Теперь можно приступить к определению реактивных сопротивлений элементов П-контура. Определим индуктивное сопротивление катушки индуктивности:

XL = 2 • p • f • L = 2 • 3,1416 • 7,05 • 6,68 = 295,9 (Ом), (11) где:

* p - 3,1416,
* f - рабочая частота, МГц,
* L - индуктивность, мкГн.

Найдем емкостное сопротивление конденсатора С1:

Хс1 = 159,2 • 103/ 7,05 • 83 = 272,1 (Ом) (12), где С - в пикофарадах.

Аналогично определим емкостное сопротивление конденсатора С2:

Хс2 = 159,2 • 103/ 7,05 • 469 = 48,15 (Ом)

После этого рассчитаем коэффициент включения контура:

p = С2 / С1 + С2 = 469/ 83 + 469 = 0,8496. (13)

Напряжение на контуре составляет:

UL = Ua/ p = 1756/0,8496 = 2067 (14)

Теперь найдем амплитуду переменного напряжения на конденсаторе С2:

Uc2 = Uc1 • Ö Rн • h п-к / Roe = 1756 • Ö 50 • 0.952 / 3000 = 221,2 (B) (15)

Повторно определим амплитуду переменного напряжения на контуре:

UL = Uc1 + Uc2 = 1756 + 221,2 = 1977 (В). (16)

Относительная величина погрешности двух расчетов UL составит:

ΔUL = (2067-1977) • 100/ 2067 = 4,35(%), что вполне допустимо.

Теперь можно определить реактивные составляющие токов и мощности, действующие в конденсаторах П-контура. Реактивная мощность, действующая в конденсаторе C1:

PC1 = U2C1/2 • XC1 = 17562 /2 • 272,1 = 5666,2 (B•A) (17)

PC2 = U2C2/2 • XC2 = 221,22 /2 • 48,15 = 508,1 (B•A) (18)

IС1 = 2 • PC1 /UC1 = 2 • 5666,2 / 1756 = 6,4535 (А) (19)

IС2 = 2 • PC2 /UC2 = 2 • 508,1/ 221,2 = 4,594 (А) (20)

Проверим проделанные расчеты:

IC1 = UC1/ XC1 = 1756/272,1 = 6,4535 (А) (21)

IC2 = UC2/ XC2 = 221,2/ 48,15 = 4,594 (A) (22) Все верно.

Еще раз рассчитаем колебательную мощность:

Ркол = PC1 + PC2 /Q = 5666.2 + 508.1/12 = 6174,3/ 12 = 514 (Вт) (23)

Ркол = U2C2/Rн • h п-к = 221,22/50 • 0,952 = 513,96 (Вт) (24)

Из расчетов видно, что реактивная мощность, которая "плещется" в конденсаторе С1, примерно равна колебательной мощности, умноженной на добротность катушки, а в конденсаторе С2 — примерно колебательной мощности, т.к. конденсатор С2 зашунтирован сопротивлением нагрузки. На эти значения и следует ориентироваться при выборе конденсаторов для П-контура.

Теперь можно перейти к вычислению реактивных значений для катушки индуктивности. Определим ток в катушке индуктивности:

IL = Ia1 • Q = 0,585 • 12 = 7,02 (А). (25)

Ток можно рассчитать иначе:

IL = Ö I2C2 + UC2/ Rн = Ö 4,5942 + 221,2 /50 = 6.38(A) (26)

Или:

IL = Ö (1/Rн)2 + 1/ XC2 = 221,2Ö (1/50)2 + (1/48,15)2 = 6.39 (A) (27)

Погрешность между двумя методами определения тока в катушке индуктивности составляет:

ΔUL = (7,02 - 6,38) • 100 = 9,1(%), что вполне допустимо для радиолюбительских расчетов.

Знание силы тока, протекающего в катушке, поможет правильно выбрать диаметр провода при ее изготовлении и параметры элементов коммутации в П-контуре.

Реактивная мощность, колеблющаяся в катушке индуктивности, равна:

PL = I2L • XL / 2 = 6.392 • 295.9/2 = 6041(В•А) (28)

В колебательном контуре количество энергии, запасенной в конденсаторах, должно равняться энергии, запасенной в катушке индуктивности (энергия поочередно переходит из катушки в конденсаторы и обратно).

PCI + PC2 = PL = 5666,2 + 508,1 = 6174,3 (В-А) (29), что почти равняется ранее рассчитанному значению (6041 В•А), поэтому погрешность составит:

(6174,3 - 6041) • 100 / 6174,3 = 2,1 (%)

Произведенный расчет позволяет определить не только реактивные составляющие токов и мощности, действующие в элементах П-контура, но и подтверждает правильность расчетов режима лампы и П-контура.

А. Кузьменко, (RV4LK)

ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА НАХОДИТСЯ ПО ССЫЛКЕ:
http://sneghana89.moy.su/load....1-0-108
Прикрепления: 5087407.gif(3Kb)
 
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » Усилители мощности » Расчет реактивной мощности в П-контуре и программа. (Расчет реактивной мощности в П-контуре и программа.)
Страница 1 из 11
Поиск:


Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования.