Кафедры КазНту имени к.И. Сатпаева

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

1.

Назначение, состав, основные технические характеристики и взаимодействие передающего устройства с другими системами станции.

20 мин.

2

3

Работа передающего устройства по структурной схеме

30 мин.

Высоковольтный выпрямитель

20 мин.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

№ п\п

Изучаемый вопрос

метод

время

1

2

3

Вступительная часть:

• Прием доклада дежурного по взводу;

• Проверка личного состава и готовности к занятию;

• Целесообразно провести контрольный опрос по теме 1. Оценить ответы и объявить оценки. Сделать выводы об усвоении материала.

• Доведения темы, целей занятия и учебных вопросов;

____________________________________________

Основная часть.

Первый учебный вопрос.

Назначение, состав, основные технические характеристики и взаимодействие передающего устройства с другими системами станции.

Передающее устройство преобразует энергию переменного тока источников питания в импульсную энергию токов СВЧ.

Основными параметрами передающего устройства являются:

импульсная мощность (Р_и не менее 700 кВт);

длительность импульсов, генерируемых передатчиком, (_и = 10 мкс);

рабочая частота (f_раб = 171,5 МГц);

частота повторения генерируемых импульсов F_п = 200 Гц на масштабе ИКО 200-400-600 км и F_п/2 = 100 Гц на масштабе ИКО 1200 км.

Оперативным параметром, который необходимо поддерживать в определенных пределах, является импульсная мощность передатчика. Она определяет дальность обнаружения целей и степень защищенности РЛС от воздействия активных помех.

Исходя из основного уравнения радиолокации, дальность обнаружения целей пропорциональна импульсной мощности передатчика

D_обн  .

Из приведенной зависимости вытекает следующее: уменьшение импульсной мощности передатчика в два раза приводит к умень­шению дальности обнаружения целей на 25%.

В состав передающего устройства входят: (слайд № 4):

высоковольтный выпрямитель (блок 165);

модулятор, состоящий из зарядного дросселя (блок 53), ис­кусственной накопительной линии (блоки 50 и 51) и импульсного трансформатора (блок 52);

генератор СВЧ (блок 20).

Высоковольтный выпрямитель (слайд №4) преобразует перемен­ное трехфазное напряжение 200 В 400 Гц источника питания в по­стоянное с амплитудой 4-14 кВ при токе нагрузки не более 0,6 А.

Выпрямленное напряжение с выпрямителя подается на моду­лятор, который формирует мощные модулирующие им­пульсы напряжения с амплитудой 26 кВ в максимуме и последую­щей их подачей на анод генераторной лампы генератора СВЧ.

Длит Длительность формируемых импульсов составляет примерно 10 мкс и определяется параметрами накопительных искусственных линий. Частота их повторения составляет 100 или 200 Гц в зави­симости от используемого масштаба ИКО.

Принцип работы модулятора заключается в медленном накоп­лении энергии накопителями в интервале времени Т_п и быстром их разряде через первичную обмотку импульсного трансформатора при поступлении импульсов синхронизации на генератор под­жигающих импульсов блока импульсного трансформатора.

В результате формируется высоковольтный импульс постоян­ного напряжения, мощность которого Р_и значительно превышает мощность первичного источника питания Р_ср, так как

P_и = P_ср.

Под воздействием модулирующих импульсов генератор СВЧ (слайд №4) вырабатывает высокочастотные импульсы тока, которые через нагрузочную линию поступают на антенный коммутатор АФС.

Перестройка генератора СВЧ в заданном диапазоне частот осуществляется серводвигателями автоматов перестройки АП-1, АП-2 и АП-3.

Автоматическая подстройка частоты передатчика в режиме точной АПЧ осуществляется серводвигателем блока 74.

Автоматы АП-1, АП-2 и АП-3 производят настройку генерато­ра на заданную частоту, согласование его выходного сопротивле­ния с входным сопротивлением АФС и отбор мощности в наг­рузку.

Второй учебный вопрос.

Работа передающего устройства по структурной схеме

Струк Структурная схема передающего устройства приведена на рис.1.2 (слайд № 5).

На схеме показаны следующие элементы:

- высоковольтный выпрямитель (бл.165);

- модулятор в составе дросселя (бл.53), блоки накопителей (искусственная линия) (бл.50,51), коммутирующего элемента с генератором поджига и импульсного трансформатора (бл.52);

- генератор СВЧ (бл.20).

Работа Работа передающего устройства заключается в следующем.

Переменное напряжение 200 В, 400 Гц, подаваемое на высоковольтный выпрямитель, преобразуется в постоянное с амплитудой 714 кВ. Этим напряжением через зарядный дроссель заряжается искусственная длинная линия (накопитель энергии). Заряд линии идет по цепи:

+ ВВ  Др.  ИЛ  импульсный трансформатор  -ВВ (слайд № 5).

Парам Параметры дросселя подобраны так, что он совместно с искусственной линией образует колебательный контур. Поэтому напряжение на линии возрастает до двойного напряжения высоковольтного выпрямителя. Эпюры напряжений передающего устройства приведены на слайде № 7.

В момент прихода импульса запуска с синхронизатора РЛС (бл.25) поджигается импульсный тиратрон (коммутирующий элемент), и искусственная линия получает возможность разряжаться.

В момент поджига тиратрона напряжение на линии уменьшается на половину, то есть становится равным напряжению высоковольтного выпрямителя (74 кВ).

Ток разряда протекает по цепи:

+ИЛ импульсный тиратрон Л5  первичная обмотка ИТ  -ИЛ (слайд № 8)

В резу В результате протекания тока через первичную обмотку импульсного трансформатора по вторичной обмотке его наводится ЭДС амплитудой 27 кВ.

Кроме функции повышения напряжения импульсный трансформатор обеспечивает согласование выходного сопротивления искусственной линии с входным сопротивлением генератора СВЧ.

Время разряда линии, т.е. длительность моделирующего импульса (10 мкс), определяется параметрами искусственной линии (ёмкостью и индуктивностью ячейки линии и их количеством).

После разряда линии вновь начинается её заряд (накопление энергии) до прихода следующего импульса. Накопление энергии в искусственной линии позволяет получить выигрыш в импульсной мощности, сравнительно небольшой мощности источника питания (высоковольтного выпрямителя):

,

где Р_и – импульсная мощность модулятора;

Р_ср – средняя мощность высоковольтного выпрямителя _;

Т_п - период повторения зондирующих импульсов;

_и – длительность зондирующего импульса.

= Предложить студентам определить на самоподготовке коэффициент выигрыша энергии для различных режимов запуска РЛС 5Н84.=

Вторичная обмотка импульсного трансформатора является источником анодного питания генераторной лампы, поэтому во время формирования моделирующего импульса генератор СВЧ самовозбуждается и генерирует мощный зондирующий импульс СВЧ. Энергия генератора СВЧ через антенный коммутатор (блок 13) и антенну излучается в пространство для обнаружения целей (его обзора).

Для защиты РЛС 5Н84 от активных помех предусмотрена перестройка передатчика на запасные частоты. перестройка генератора СВЧ осуществляется с помощью автоматов АП-1, АП-2, АП-3 системы перестройки станции.

Автоматическая подстройка частоты осуществляется путём изменения частоты передатчика с помощью автомата АП-4.

ВЫВОД

Передающее устройство РЛС 5Н84 выполнено по классической схеме импульсного радиопередающего устройства.

Вопросы для контроля

1. С какой целью заряд искусственной линии производится через дроссель?

2. Показать цепь заряда линии.

3. Показать цепь разряда линии.

4. Какой элемент передатчика определяет длительность зондирующего импульса?

Третий учебный вопрос.

Высоковольтный выпрямитель

Высоковольтный выпрямитель(бл.65) преобразует переменное трехфазное напряжение 200 В, 400 Гц в постоянное напряжение величиной до 14 кВ.

Техническая характеристика

- Выходное напряжение - 14 кВ;

- Ток нагрузки – 0,6 А;

- В блоке предусмотрена ступенчатая и плавная регулировка выходного напряжения в пределах от 414 кВ.

Состав блока рассмотрен по структурной схеме ВВ (слайд № 9).

В состав выпрямителя входят:

1. Магнитные регуляторы (У2, У3, У4);

2. Повышающий анодный трансформатор Тр2 с переключателем обмоток В1;

3. Трехфазный выпрямитель;

4. Накальный трансформатор Тр1;

5. Сглаживающий фильтр Др4, С1;

6. Контрольно-измерительные приборы (ИП-1, ИП-2), элементы включения и защиты (на схеме не показаны, будут рассмотрены в занятии 3 данной темы).

Переменное трехфазное напряжение 200 В, 400 Гц подается на магнитные регуляторы. При помощи потенциометра R7 «14кВ», ось которого нанесена на переднюю панель блока 165, осуществляется плавная регулировка выходного напряжения БМГ-01 в пределах от 100 до 200 В. Трехфазный анодный трансформатор Тр2 повышает напряжение до 7001400 В. Переключатель В1 « 25 – 50 % - 50 – 100 % » обеспечивает ступенчатое изменение выходного напряжения Тр2 с 4 кВ на 14 кВ за счет переключения первичной обмотки

со «звезды» в «треугольник» .

Ручка переключателя находится на передней панели блока 165.

Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме Ларионова на высоковольтных кенотронах типа В1-0,1/30. Напряжение накала для питания кенотрона поступает со вторичной обмотки накального трансформатора Тр1. а на анодное напряжение – с трансформатора Тр2. выпрямленное напряжение 714 кВ подается через сглаживающий фильтр Др4, С1 на зарядный дроссель блока 53. Контроль работы выпрямителя осуществляется по приборам ИП-1 и ИП-2.

Плавная регулировка выходного напряжения ВВ осуществляется с помощью блоков магнитных регуляторов, которые включены последовательно

первичными обмотками повышающего трансформатора Тр2 в каждую фазу переменного напряжения.

Изменение выходного напряжения повышающего трансформатора происходит путём изменения индуктивного сопротивления обмоток магнитных регуляторов. Которые включены последовательно с первичными обмотками повышающего трансформатора Тр2 в каждую фазу переменного напряжения.

Изменение выходного напряжения повышающего трансформатора происходит путем изменения индуктивного сопротивления обмоток магнитных регуляторов. В результате чего меняется напряжение питания первичных обмоток Тр2, а следовательно, и его выходное напряжение.

Необходимость регулирования выходного напряжения выпрямителя обусловлена особенностью работы генераторной лампы передатчика. Для исключения выхода её из строя включение передатчика производится при пониженном анодном питании генераторной лампы.

Упрощенная принципиальная схема магнитного регулятора показана на рис.1.5. (слайд № 10)=Указать студентам, что аналогичные магнитные регуляторы используются в высотомере. Поэтому принцип работы регуляторов следует рассматривать путем опроса студентов и необходимого разъяснения.=

Магнитный регулятор состоит из понижающего автотрансформатора Тр1 с коэффициентом трансформации 2:1, трансформатора Тр2 и двух обмоток подмагничивания А, В, запитываемых от источника + 115 В через потенциометр R7.

Принцип работы магнитного регулятора основан на зависимости магнитной проницаемости  сердечника от величины тока подмагничивания (рис.1.6., слайд № 029).

С увеличением тока подмагничивания ( I_подм ) магнитная проницаемостьуменьшается, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления обмоток трансформатора и автотрансформатора.

Первичные обмотки Атр1 и Тр2 включены последовательно между фазой А и В (или С), поэтому выходное напряжение магнитного регулятора равно сумме напряжений на Атр1 и вторичной обмотке Тр2

U_вых = U_АТр1 + U_В(Тр2)

При установке движка потенциометра R7 в крайнее левое положение на обмотку подмагничивания В подается напряжение, близкое к +115 В и ток подмагничивания в этой обмотке максимальный, а сопротивление обмоток В и Г Тр2 минимальное, следовательно, напряжение на обмотке В 0. обмотка подмагничивания А зашунтирована, ток в ней отсутствует. сопротивление обмоток Д, Е АТр1 максимальное и все приложенное напряжение 200 В падает на обмотке автотрансформатора Д, Е и поэтому выходное напряжение минимальное (100 В), так как коэффициент трансформации АТр1 равен 2:1.

При установке движка потенциометра R7 в крайнее правое положение ток через обмотку подмагничивания А АТр1 будет максимальным, то есть всё напряжение сети падает на этой обмотке и трансформируется во вторичную обмотку В к одному – выходное напряжение магнитного регулятора максимальное и равно 200 В.

При плавном передвижении движка потенциометра слева направо выходное напряжение БМГ-01 изменяется от 100 до 200 В.

Плавная регулировка возможна при установке на пульте перестройки (бл.44) тумблера «АНОД 14 кВ» в положение «100 %».

Напряжение на выходе высоковольтного напряжения определяется положениями переключателя В1 НАПРЯЖЕНИЕ: «25-50 % - 50-100 %» (бл.165) тумблера АНОД 14кВ (бл.144) и положением потенциометра R7 НАПРЯЖЕНИЕ: БОЛЬШЕ – МЕНЬШЕ. Величины выходного напряжения в зависимости от положения переключателей показаны в таблице(слайд № 11).

=Показать размещение элементов высоковольтного выпрямителя на материальной части.=

В Ы В О Д

Высоковольтный выпрямитель является регулируемым и обеспечивает заряд искусственной линии постоянным напряжением + 14 кВ.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

1. Доложить состав высоковольтного выпрямителя.

2. Доложить, на каком принципе основана работа блоков магнитных регуляторов ?

3. Чем обусловлена необходимость изменения выходного напряжения ВВ ?

Другие вопросы по всему занятию по усмотрению преподавателя.

- Оценка действий студентов. Задание на самоподготовку: Радиолокационная станция П-14Ф. Ч.1, с.17-25.

Повторить:

1. Зависимость входного сопротивления длинной линии от её длины.

2. Принцип построения автогенератора метровых волн и условия самовозбуждения.

- Задание для самостоятельной подготовки;

Окончание занятия;

под запись

_________

под запись

под запись

под запись

устно

письменно

2 мин

2 мин

4 мин

2 мин

20 мин

30 мин

20 мин

2 мин

5 мин

3 мин