Конденсатор переменной емкости

Рефераты / Коммуникации, связь и радиоэлектроника / Конденсатор переменной емкости

Радиус выреза в статорных пластинах r0 определяется радиусом оси и зазором между роторными и статорными пластинами:

r0 = rос + (2 ÷ 3) d, (3.2)

где rос – радиус оси.,

r0 =, мм.

Определим форму пластины ротора, обеспечивающей требуемую функциональную зависимость емкости. Для обеспечения прямоемкостной зависи

мости емкости требуется ротор полукруглой формы. Формула расчета очертания роторной пластины, обеспечивающей любую функциональную зависимость емкости:

Rф = , мм (3.3)

где n – число пластин,

dC/dф – производная зависимости емкости контура от угла поворота.

Зависимость емкости от угла поворота ротора для прямоемкостной зависимости емкости:

= (3.4)

где Cmin – начальная емкость конденсатора, пФ,

Cmax – максимальная емкость конденсатора или номинальная, пФ.

Подставляя (3.4) в (3.3) получим:

Rф =, мм, (3.5)

где – диэлектрическая проницаемость воздуха.

Общее количество пластин выбираю следующим образом: при большом числе пластин, длинна конденсатора получается чрезмерной, при малом – возрастают размеры каждой пластины что понижает их жесткость, поэтому выбираю количество пластин таким образом, чтобы длина конденсаторной секции примерно была равна радиусу, ротора или меньше, чтобы конденсатор не получился слишком высоким. Количество пластин

n = 15. Тогда:

Rф ==1.721 см =17.21 мм.

3.2 ВЫЧИСЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЕМКОСТИ

Влияние изменения температуры на параметры конденсатора сказывается в изменении свойств и объема материалов, из которых он изготовлен. Изменение емкости под влиянием температуры в основном вызываются изменениями линейных размеров оси, пластин и, как следствие, зазоров и изменением диэлектрической проницаемости диэлектрика, находящегося в электрическом поле конденсатора.

Надо иметь в виду, что емкость КПЕ состоит из двух частей: постоянной части (представляет собой минимальную емкость, величина которой не зависит от положения ротора) и переменной части, величина которой изменяется при перемещении ротора. Каждая из этих емкостей имеет определенный ТКЕ.

Температурный коэффициент переменной части емкости (ТКЕ ~) конденсатора определяется по формуле:

ТКЕ ~= ТКЕ±TKSA+TKd (3.7)

где ТКЕ - температурный коэффициент диэлектрической проницаемости диэлектрика (для воздуха) равен -1,870 °С-1;

TKSAи TKd – температурные коэффициенты активной площади пластин и зазора, соответственно.

Температурный коэффициент активной площади пластин обуславливается температурным коэффициентом линейного расширения материала αмп, из которого они изготовлены, и относительным перемещением секции ротора и статора, вызванным температурным коэффициентом линейного расширения материала корпуса αмк, т.е:

TKSA = TKSS TKSL, (3.8)

где TKSS и TKSL - температурные коэффициенты активной площади пластин;

TKSS = 2 αмп, (3.9)

где αмп - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлены пластины.

TKSL= αмп - αмк, (3.10)

где αмк - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен корпус (основание конденсатора). Материалом для оснований конденсатора выбрал аллюминий

αмк= °С-1.

Рассчитаем TKSL по формуле 3.10:

TKSL= = , °С-1

Рассчитаем TKSS по формуле 3.9:

TKSS= , °С-1

Подставляя полученные значения в (3.8) получим:

TKSA = , °С-1

Так как пластины крепятся к оси ротора и стойкам пайкой, то температурный коэффициент зазора между пластинами рассчитывается по следующей формуле:

ТКd= (3.11)

где - температурный коэффициент линейного расширения зазора;

– зазор между пластинами одного знака;

– толщина пластин.

Толщину пластин выбираем равной 5 мк м, в следствии возникновения возможного трения керамического диэлектрика об пластину статора.

Расчетный ТКЕ конденсатора составил °С-1.

3.3 РАСЧЕТ ТОКОСЪЕМА

В качестве материала для изготовления контактной пружины будем использовать Бронзу Бр. КМц 3-1 (ГОСТ 493-54).

Определим необходимое контактное усилие, исходя из условия обеспечения требуемой активной составляющей переходного сопротивления Rп по формуле:

где –коэффициент, учитывающий способ, чистоту обработки и состояние поверхности контактных элементов (для очень грубых поверхностей =3); –поверхностная твердость по Бринеллю (выбираем по более мягкому материалу); b–коэффициент, зависящий от характера деформации, вида и формы зоны контактирования (b=2).