Расчёт переменной емкости конденсатора

В варикондах под действием приложенного постоянного смешения изменяется диэлектрическая проницаемость материала между обкладками. Они имеют коэффициент перекрытия по емкости от 2 до 5, но обладают низкой температурной стабильностью емкости и не обеспечивают требуемый закон ее изменения.

3. Расчет конструкции и необходимых деталей

3.1 Выбор числа и геометрического размера плас

тин

Суммарное число пластин конденсатора выбирается с учётом того, что суммарная длинна секции должна быть приближённо равна радиусу пластины ротора. Выбираю суммарное количество пластин N ротора и статора равное 7.

Величина зазора d выбирается исходя из размеров конденсаторов, требуемой точности, необходимой стабильности и электрической прочности и производственно - технологических соображений. Чем больше зазор, тем выше электрическая прочность, стабильность, надежность и точность закона изменения емкости. Следует также учесть, что при увеличении зазора увеличивается объем конденсатора.

Так как необходимо обеспечить минимальные габаритные размеры конденсатора, я выбираю зазор порядка 0,2 мм.

3.2 Определение формы и размеров пластин

Радиус выреза на статорных пластинах r0=5мм.

Для расчета радиуса пластины, обеспечивающей прямоемкостную зависимость емкости, использую формулу:

, см. (3.1)

где постоянная

Длинна конденсаторной секции вычисляется по формуле:

lc = h ž N + d ž (N - 1), (3.2)

где h - толщина пластин;

h = 0.03 см. = 0.3мм. (3.3)

Подставляю численные значения в формулу (3.1)

k=,

,

lc = 0,03ž7 + 0,02∙6 = 0,33 cм. =3.3 мм.

3.3 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 изменением линейных размеров пластин и зазоров и изменением диэлектрической проницаемости воздуха (диэлектрика), находящегося в электрическом поле конденсатора. Надо иметь в виду, что емкость КПЕ состоит из двух частей:

постоянной части (представляет собой минимальную емкостью величина которой не зависит от положения ротора).

переменной части, величина которой изменяется при перемещении ротора.

Каждая из этих емкостей имеет определенный ТКЕ, зависящий как от материалов, так и от последней. Температурный коэффициент переменной части емкости (ТКЕ) конденсатора определяется по формуле:

ТКЕ ~= ТКв TKSA + TKd (3.4)

где ТКв - температурный коэффициент диэлектрической проницаемости

воздуха (20ž10-6),1/град;

TKSAи TKd - температурные коефициенты активной площади пластин и зазора, соответственно, 1/град

Температурный коефициент активной площади пластин обулавливается температурным коефициентом линейного расширения материаламп, из которого они изготовлены, и относительным перемещением секции ротора и статора, вызванным температурным коефициентом линейного расширения материала основания мо, т. е:

TKSA = TKSs TKSl, (3.5)

где TKSs и TKSl - температурные коэффициенты активной площади

пластин и зазора;

TKSs = 2žмп, (3.6)

где мп - температурный коефициент линейного расширения материала, из которого изготовлены пластины;

Так как стабильность конденсатора с твердым диэлектриком ниже стабильности конденсатора с воздушным диэлектриком, я опускаю вычисление ТКЕ конденсатора.

3.4 Расчет контактной пружины

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).

Н

Толщину контактного элемента рассчитаем по формуле:

где -коэффициент запаса (=48); -средний прогиб; -допустимое напряжение на изгиб; E-модуль упругости первого рода.

мм

По сортаменту на используемый материал полученное значение толщины округлим до ближайшего табличного значения =0,2 мм.

Заключение

В данном курсовом проекте был произведен расчет конденсатора с прямоемкостной зависимостью. Данный конденсатор переменной емкости предназначен для использования в качестве регулировочного.

К данному конденсатору не предъявляется особых требований, значит, выбираем не очень дорогостоящие материалы и простую конструкцию.

В качестве материала пластин ротора и статора выбираем латунь.

Ось данного КПЕ изготовляем тоже из латуни. Выбрали форму пластин для данного КПЕ - полукруглые.

Функциональная зависимость емкости от угла поворота - линейная.

Был рассчитан радиус пластины ротора =18,5мм.

Количество выпущенных конденсаторов предусматривается n = 15000 штук в год.

 Скачать реферат