3.6 Основные расчетные соотношения для критического и недонапряженного режимов

Как установлено в предыдущем разделе, критическому и недонапряженному режимам соответствуют следующие условия

е_умакс ≤ е_кмин+Е^/_у ; ξ ≤ ξ_кр

Коллекторный ток в этих режимах имеет косинусоидальную форму и определяется выражением i_к = S(е_у – Е_у^/), где е_у = Е_у + U_уcosωt.

Уравнение, полученное подстановкой значения е_у из второго выражения в первое, получило название основного уравнения генератора с внешним возбуждением, т.к. из него может быть получена большая часть необходимых расчетных соотношений.

i_к= S(Е_у + U_уcosωt - Е_у^/) = SU_уcosωt +J_п (3.16)

Согласно волновой диаграмме генератора при ωt = θ; i_к = 0.

Соответственно из (3.16) имеем

0 = S(U_уcosθ + E_у - Е^/_у)

Поскольку S ≠ 0, 0 = U_уcosθ + E_у - Е^/_у (3.17)

Это выражение может быть использовано для определения угла отсечки по заданным величинам U_у, E_у и Е^/_у

Из (3.17) можно получить расчетную формулу для напряжения смещения

E_у =E_у^/ - U_у cosθ (3.19)

Если ωt = 0, согласно волновой диаграмме i_к = i_кмакс и на основании (3.16) имеем

i_кмакс =S(U_у + E_у - E_у^/)

Преобразуем это выражение к виду

i_кмакс =

С учетом (3.18)

i_кмакс = SU_у(1 – cosθ) (3.20)

Это уравнение может быть использовано для расчета амплитуды возбуждения по заданной величине импульса коллекторного тока

(3.21)

Используя известную связь между i_кмакс и I_к1, последнее выражение может быть приведено к следующему виду

= (3.22)

7. Энергетические соотношения в генераторе с внешним возбуждением

Выходная колебательная мощность генератора определяется произведением эффективных значений тока первой гармоники и переменного коллекторного напряжения

Р1 = (3.23)

Поскольку U_к = I_к1·R_к , колебательную мощность можно определить и следующими выражениями

Р1 = 0,5·I_к1²· R_к = 0,5·U_к²/ R_к

Мощность, которую генератор потребляет от источника питания определяется постоянной составляющей коллекторного тока

Pо = E_к·I_ко (3.24)

Мощность, рассеиваемая на коллекторе АЭ в виде тепла, определяется разностью потребляемой и колебательной мощностей

Рк = Ро – Р1 (3.25)

В нормальных условиях работы ГВВ мощность Р_к должна быть меньше Р_кдоп- допустимой мощности потерь в активном элементе, указываемой в справочных данных АЭ.

Коэффициент полезного действия генератора (электронный к.п.д.) определяется отношением

(3.26)

С учетом (3.23), (3.24) и (3.26), электронный к.п.д. может быть определен и следующими выражениями

(3.27)

(3.28)

Электронный к.п.д. показывает, какая часть потребляемой мощности преобразуется генератором в колебательную мощность. Согласно (3.27), к.п.д. зависит от коэффициента использования коллекторного напряжения ξ и от выбора угла отсечки ( γ = ₁/₀ - коэффициент формы импульса, который зависит только от угла отсечки).