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 x_кр . Тогда, для перевода ГВВ из одного режима по напряженности в другой, достаточно выбрать x < x_кр , или x > x_кр. В частности, как следует из определения напряженности режима, x < x_кр соответствует ННР, а x > x_кр - ПНР.

Поскольку расчет генератора чаще всего ведут на заданную колебательную мощность Р1,в выражение для x_кр должны войти величина мощности, напряжение источника коллекторного питания Е_к, 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×x_кр ×Е_к

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 “+”.