Работа генератора с внешним возбуждением на

Расстроенную нагрузку

Работа на расстроенную нагрузку не является нормальным режимом ГВВ и встречается главным образом при включении генератора и при его первоначальной настройке. На этом этапе, помимо переходных процессов, опасный для активного элемента режим может быть вызван отличием сопротивления нагрузки от оптимальной величины.

Из теории линейных электрических цепей известно, что сопротивление параллельного колебательного контура определяется выражением , где

; φZ= - arctg;

Qн – нагруженная добротность контура;

Rк – резонансное (эквивалентное) сопротивление нагрузочного контура;

φZ – фазовый сдвиг между первой гармоникой тока коллектора и коллекторным напряжением.

Соответствующие графики модуля и фазы сопротивления нагрузки представлены на рисунке 3.26.

Рисунок 3.26 – Модуль и фаза сопротивления нагрузки

Теперь используя нагрузочные характеристики генератора можно получить настроечные характеристики (рисунок 3.27)

Рис.3.27 – Настроечные характеристики генератора

Первоначальная настройка генератора обычно осуществляется при минимальной связи с нагрузкой (антенной). Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузочного контура Rк велико и генератор при настройке контура в резонанс находится в области ПНР. В момент резонанса напряженность режима максимальна, провал в импульсе коллекторного тока наибольший (см. нагрузочные характеристики) и соответственно составляющие коллекторного тока Iк1, Iк0минимальны. Эта особенность на практике используется для визуального (или автоматического) контроля настройки контура в резонанс по минимуму постоянной составляющей тока коллектора Iк0.

При работе генератора на расстроенную нагрузку динамическая характеристика коллекторного тока становится неоднозначной, т.к. в разные моменты времени одинаковым значениям тока соответствуют различные величины коллекторного напряжения. Эта особенность иллюстрируется рисунком 3.28 для частного случая θ=90º

Рисунок 3.28 – Динамическая характеристика коллекторного тока при

расстроенной нагрузке.

Вследствие расстройки коллекторное напряжение сдвинуто по фазе относительно тока коллектора на угол φ. Цифрами 1 – 4 отмечены точки соответствующие характерным отсчетам угла ωt:-θ, 0, φ, θ .По существу динамическая характеристика в этом случае представляет часть «фигуры Лиссажу» (эллипса).

При точной настройке в резонанс динамическая характеристика заняла бы положение соответствующее пунктирной прямой.

Следует однако отметить, что с учетом реальных характеристик АЭ динамические характеристики коллекторного тока всегда не однозначны (даже в случае резонанса), вследствие асимметрии реального импульса коллекторного тока.

Предположим теперь, что генератор работал в оптимальном критическом режиме. Тогда при расстройке контура режим генератора станет недонапряженным. При этом постоянная составляющая коллекторного тока не изменится и соответственно не изменится мощность потребляемая от источника Ро=Iко·Ек.

Активная составляющая колебательной мощности Р1^/ определится следующим выражением

Р1^/ = 0,5Iк1·Uк·cosφZ = 0,5I²к1·|Zк|·cosφZ = 0,5I²к1·Rк·cos²φZ =Р1·cos²φZ

Здесь Р1–мощность генератора в оптимальном резонансном режиме.

Отсюда следует, что расстройка нагрузочного контура приводит к снижению колебательной мощности и увеличению мощности тепловых потерь в АЭ

Рк = Ро – Р1^/

Соответственно снижается и электронный к.п.д. генератора η^./.

η^./ = Р1^//Po

В связи с этим, в генераторах большой мощности при включении (когда очень велика вероятность расстройки колебательной системы) значительно, в 2 – 4 раза, снижают напряжение Ек, которое затем по мере настройки контура плавно или ступенчато поднимают до номинального значения.

Заметим, что в генераторах большой мощности, при работе в сильно перенапряженном режиме при определенной расстройке контура возможно увеличение мощности и к.п.д. генератора [ ].