3.5 Классификация режимов генератора по напряженности

Режимы АЭ принято классифицировать по напряженности в зависимости от формы коллекторного тока (с провалом или без провала).

Если АЭ работает только в АО и в области отсечки статических характеристик, режим называется недонапряженным (ННР). Для него характерна косинусоидальная форма импульсов коллекторного тока.

Если в импульсе появляется провал, т.е. АЭ работает в области отсечки, АО и заходит в ОН, режим называется перенапряженным (ПНР).

Пограничный режим между ННР и ПНР получил название критического. В этом режиме, как и в ННР, импульс еще сохраняет косинусоидальную форму (у реального АЭ импульс коллекторного тока в критическом режиме уплощается, но не имеет провала).

Обозначим амплитуду коллекторного напряжения в критическом режиме U_ккр, тогда этот режим можно охарактеризовать критическим коэффициентом использования коллекторного напряжения ξ_кр=U_ккр/E_к.

Как было установлено ранее (2.7), АЭ переходит в ОН при условии, что

е_у > е_к+Е^/_у.

В динамическом режиме этот переход наиболее вероятен при е_у = е_{у макс} и е_к= е_кмин; таким образом, условие перехода в ПНР можно записать в виде

е_умакс > е_кмин+Е^/_у

Знак равенства в последнем выражении будет соответствовать критическому режиму

е_умакс= е_кмин+Е^/_у.

Обратное неравенство определяет ННР

е_умакс < е_кмин+Е^/_у.

Степень напряженности режима можно оценивать и по величине ξ. В частности очевидно, что ПНР соответствует ξ > ξ_кр, а ННР - ξ < ξ_кр.

Перенапряженный режим генератора имеет две разновидности. Слабоперенапряженному режиму соответствует импульс тока, у которого минимальное значение в центре провала больше 0 (см. рисунок 3.9а). Этому режиму соответствует 1 > ξ > ξ_кр.

Рисунок 3.9 - Импульсы коллекторного тока в перенапряженном режиме

Если ток в провале равен 0 (ξ=1), или имеет отрицательное значение (ξ>1), режим называется сильноперенапряженным. Импульсы коллекторного тока для сильно перенапряженного режима представлены на рис. 3.9б и 3.9с. У лампового генератора ток анода не может быть отрицательным, поэтому импульс раскалывается на две части (рисунок 3.9г).

Недонапряженный, критический и перенапряженный режимы реализуются при гармонической форме управляющего и коллекторного напряжений. При использовании более сложной формы напряжений (например «меандра») возможен режим в котором АЭ находится только в области насыщения, либо в области отсечки. Активная область статических характеристик проходится практически мгновенно. Такой режим получил название ключевой. В этом режиме АЭ действует подобно коммутационному реле (ключу), замыкающему или размыкающему электрическую цепь.

На рисунке 3.10а приводятся динамические характеристики коллекторного тока для всех разновидностей напряженности режима при θ=90^о.

Рисунок 3.10 - Идеализированные и реальные

динамические характеристики

У реальных динамических характеристик (рисунок 3.10б) резкого перелома нет и они имеют петлеобразный характер, вызванный асимметричной формой импульсов тока. Асимметрия импульсов обусловлена комплексным характером крутизны характеристики реального АЭ и расстройкой нагрузочного контура относительно токов высших гармоник.