В качестве выходного усилителя мощности будем рассматривать двухтактный каскад, работающий в режиме В.
Рисунок 2.11 – Электрическая схема двухтактного каскада
Напряжение и ток, подаваемые на обмотки управления при их пуске, имеют угол сдвига фаз jупр., косинус которого равен 0.6. Если включить конденсатор параллельно обмоткам управления, то угол сдвига фаз в обмотках управления изменится. Если подобрать такое значение емкости конденсатора, чтобы угол сдвига фаз был равен нулю, то вся мощность, выделяемая в обмотках управления, будет активной.
По данным из паспорта на двигатель полное сопротивление обмоток управления: Zобм.упр. = 174 + j228 Ом, где xL = 228 Ом, а R = 174 Ом – соответственно, индуктивная составляющая сопротивления обмоток управления и резистивная составляющая сопротивления обмоток управления. Через индуктивную и резистивную составляющие сопротивления обмоток управления течёт один и тот же ток: IL= IR= IR,L. Из схемы видно, что напряжение на обмотках управления равно напряжению на конденсаторе, следовательно, можно записать равенство:
, (12)
Так как Ic=IR,L/ sinj, то можно записать (12) так:
.
Отсюда находится реактивное сопротивление конденсатора:
Определим теперь ёмкость этого конденсатора с учётом того, что частота напряжения питания равна 400 Гц:
Выбираем емкость Свк = 1.8 мкФ.
Определим емкость конденсатора в цепи возбуждения:
Выбираем емкость Св = 1 мкФ.
Воспользовавшись справочными данными [10] и рядами номинальных емкостей [11], выберем керамические монолитные конденсаторы К10-17 номинальных емкостей 1,8 мкФ и 1 мкФ.
Расчёт выходного каскада.
Благодаря емкости Св мощность, отдаваемая каскадом, будет чисто активной и равна мощности управления двигателя:
Рупр = Рдв/ηдв , (13)
где Рдв – механическая мощность двигателя, ηдв – коэффициент полезного действия двигателя.
Рупр = 0,1/0,2 = 0,5 Вт.
Оценим мощность рассеяния в транзисторах. Приняв сначала, что транзисторы идеальные, то есть их напряжение насыщения коллектор-эмиттер равно нулю и равен нулю обратный ток коллектор-эмиттер, воспользуемся следующей формулой:
Ррас.ид = 0,203·Рупр, где Ррас.ид – мощность рассеяния в каждом из транзисторов.
Ррас.ид = 0,203·0,5 = 0,1015 Вт.
Причём транзистор пока полагаем идеальным (то есть таким, у которого падение напряжения между коллектором и эмиттером равно 0 В при прямом включении, а при обратном включении обратный ток коллектор-эмиттер равен нулю – Iкэо = 0 А). В каждый полупериод работает только один транзистор, другой включён обратно и на нём падает напряжение коллектор-эмиттер:
По величинам UКЭмax и Pрас.ид. выбирается транзистор из условия:
Uкэ-д
> UКЭмax
Pрас(Тос) > Pрас.ид.
Воспользовавшись справочной литературой [12], выберем кремниевый n-p-n транзистор П702. Дальнейший расчет производим с учетом характеристик транзистора. Основные характеристики приводятся в табл. 2.4.
Многие параметры транзистора зависят от температуры. Поскольку все расчеты производятся с запасом, то целесообразно выбрать некоторую рабочую температуру кристалла (Ткр-раб). Условие выбора температуры следующее:
Тос<Ткр-раб<Ткр-доп т.е. 333<Ткр-раб<423
Принимаем
Ткр-раб=393 т.о. 
К.
Максимально допустимая постоянная мощность рассеяния при рабочей температуре Ткр-раб=393 К рассчитывается по формуле:
Вт.
Из таблицы 2.4 имеем, что Uкэ-доп = 100В > Uкэмax. Определим максимальный ток коллектора (Iк-макс) по формуле:
А.
Таблица 2.4 – Справочные значения транзистора П702
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.