Максимальный к. п. д. возможен при 9 = 0. Очевидно противоречие: максимум Pi можно получить при О == 120° {а = 0,54; = = 1,27; % = 0,6351) или при 9 = 180° (у = 1; = 1; % = 0,5), а максимум к. п. д. - при 9 = 0, где Qi (9) = 2, т. е. ri = I. Но при этом импульс становится бесконечно узким (9 = 0), а мощности Pi и Pq принимают нулевое значение, т. е. режим с О = О не имеет физического смысла. На практике целесообразно для заданного гата-с выбрать 0<9<120°, когда мощность Pj падает незначительно, а к. п. д, приближается к максимальному: 60° < 9 < 120°. Чаще выбирают 80 < О < 90°. При 0 = 90° ai == Yi = 0,5; ag = Yo = 0,32; с/, - 1,57; Pi 0,93P ,ax; = 0,735.

§ 1.4. Нагрузочная характеристика

Рассмотрим зависимость режима работы генератора с внеишим возбуждением, т. е. зависимость /ао, Ki.....а. Pi, Ро и к. п. д. от сопротивления анодной нагрузки R-j,. Нагрузкой является анодный контур Ли = 1ц/Ск (/ к + Рви). На практике Ра = Рэв устанавливают путем регулировки связи контура о сопротивлением нагрузки Ра-

Рис.

Будем считать, что питающие генератор напряжения Е, Ее , постоянны. В результате работы генератора напряжение контура U =

= = hiRda-

Различным значениям сопротивления в анодной цепи ла.мпы соот-итствуют различные дина.мические характеристики (рис.1.11). Построение характеристик 1. 2 п 3 рассмотрено в § 1.3 (рис. 1.8, 1.9). Рассмотрим, как строятся динамические характеристики для режи-уов, выходящих за область недонапряженных.

Требуется построить динамическую характеристику 4 для ecmas = = Еа + Ua п eaiuinj<ea8 = gp. Как и ранее, нужно искать точку

А на пересечении статической характеристики лампы (e = Scma-f) с вертикальной линией, соответствующей Camii ;. Как видно hj рис. 1.11, точка А оказывается выше линии граничного режима лампы в области, где анодного тока лампы не существует. Динамическаг! характеристика генератора при напряжениях сетки от стах до всг сливается с линией граничного режима (участок A F). От точки F до точки С и далее до впах дннамическая характеристика совпадав! с линией 4 и горизонтальной осью. Ил1пульс анодного тока 4 имеет провал, начало которого соответствует верхнему углу отсечки тока со/ = 9i. Аналогично строят динамическую характеристику и в том случае, когда

напряжение батш имеет отрнца- ПНР -у ПНР рр

тельное значение (характеристп- * ка 5). В области ба < О анодный ток равен нулю, поэтому участок Ло динамической характеристики 5 сливается с горизонтальной осью. На участке ON динамическая характеристика совпадает с линией граничного Рис. 1.S2

режима. На у*1астке NC и далее

до багаах динэмическая Характеристика идет по линии 5 и горизонтальной оси. Импульс анодного тока 5 имеет провал, делящий его на две части. Момент прекращения тока соответствует второму нижнему углу отсечки анодного тока со/=02-,

Поскольку все отрезки динамической характеристики (для характеристики 4 - A F, FC; для характеристики 5 -ЛО, ON, NC ) являются отпезками прямой липни, то импульсы 5 п 4 образованы отрезками косинусоид. Применяя принцип суперпозиции, можно представить такие сложные импульсы в виде алгебраической суммы двух или трех косинусоидальных импульсов определенной амплитуды с углами отсечки 9, 9, 0,2, ... и в результате вычислить составляющие

/ао. 1аи /аа. ЭТИХ ИМПуЛЬСОВ

Режим анодной цепи генератора называют слабо перенапряжен и ы м, если импульс анодчого тока имеет провал* (импульс 4 на рис. 1.11); режим анодной непч считают сильно п е р с-н а п р я ж е н н ы , если провала п\шульса арюдного тока достигает нулевоп) значения и появляется второй нижний угол отсечкл анодного тока (импульс 5 на рис. 1.11), а напрял<ение анода на некоторое время принимает отрицательное значегню.

Анализ различных по степени напряженности peжиюв на рис. 1.11 позволяет построить зависимость составляющих тока ог сопротивления анодной нагрузки (рис. 1.12, а, б). В первом приближении /ai и /ап при увеличении сопротивления нагрузки уменьшаются. При малых /?а (в нсдопапряженном режиме) у.меиьшенне тока определяется углом наклона статических анодных характеристик лампы и некоторым уменьшением угла отсечки (см. рис. 1.11), В области перенапряженного режима уменьшение тока ускоряется вследствие возникновения провала в импульсе тока. Амплитуда переменного напряже-

ния анодной цепи [/а == hiRa- Следовательно, по мере роста Ra напряжение [/а увеличивается. В области HHP рост Un происходит быстрее, а в области ПНР - тем медленнее, чем выше напряженность.

Мощность, потребляемая от источника питания анодной цепи, Ро = IroE&i = const. Полезная мощность в HHP по мере возрастания Ra растет при быстром увеличении t/g и малом уменьшении /ах. В ПНР уменьшение тока, как указывалось, ускоряется, а рост t/a замедляется. Следовательно, полезная мощность Р имеет ярко выраженный максимум, который совпадает с переломом в зависимостях /ai=/(/?a) ho~f{Ra)- Режим. соответствующий максимуму полезной мощности, называют граничным (критическим).

К. п. д. анодной цепи в HHP мал (при /?а = О = 0); он растет при увеличении напряженности. Максимум к. п. д. получают в слабо перенапряженном режиме, близком к граничному. Характер изменения к. п. д. в ПНР зависит от лшогих причин и не может быть описан в общем виде; в области ПНР к. п. д. несколько уменьшается.

Таким образом, основным преимуществом граничного режима является наибольшая полезная мощность при высоком, близком к максимальному, к. п. д.

В граничном режиме (см. рис. 1.9, б, в\ рис. 1.11 - характеристика 3) коэффициент использования анодного напряжения I = 1гр ~ = UJEs (для мощных генераторных ламп \ = 0,85 - 0,95). Следовательно, в граничном режиме при 6 = 90° к. п. д. rii = 0,51 (Э) = = 0,5 (0,85 0,95) 1,57 = 0,66 -г- 0,74.

В связи с указанными энергетическими преимуществами граничный или близкие к нему режимы часто используют на практике. Из рис. 1.9,6,6 и рис. 1.11 (характеристика сЗ) следует, что

а max ~ iP ш1п гр ~ гр (а ip) гр а Srp)i

откуда

Таким образом, зная тип лампы, Srp, /атдх и выбрав целесообразное напряжение анодного питания, по (1.18) можно вычислить гр, т. е. определить условие получения граничного режима генератора.

На практике чаще бывает задана полезная мощность лампы

Pi = 0,5 С/а /al = 0,5L/aai(e)fa ах-

Отсюда

га шах = 2Pi/[ai (0) [/J =. 2Pi/[ai ф) IE,\. Подставим значение гатах в (1.18):

Рассчитаем напряжение смещения, обеспечивающее получение выбраньюго угла отсечки Э, и напряжение возбуждения, необходимое

для создания нужного <атах ИЛИ /ai,