Проектирование конденсатора переменной емкости - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Техническое задание, область использования трансформатора. Обзор аналогичных конструкций, выбор направления проектирования. Определение электрических, конструктивных параметров конденсатора. Расчет температурного коэффициента емкости, контактной пружины.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования
3.1 Расчет электрических и конструктивных параметров
3.2 Вычисление температурного коэффициента емкости
Из всего многообразия РЭС конденсаторы занимают достойное место среди них, так как была и остается необходимость в элементах, способных изменять свою емкость в зависимости от какого-то внешнего параметра. Наиболее часто изменение емкости необходимо для изменения резонансной частоты контура. Существует несколько типов таких элементов, одним из которых является конденсатор переменной емкости (КПЕ), проектируемый в данной работе.
Электрические конденсаторы являются одним из наиболее массовых элементов РЭС. Применяемость конденсаторов объясняется достаточно широкими функциональными возможностями как элементов колебательных контуров, а также элементов фильтрующих, разделительных пусковых, помехоподавляющих, блокировочных и других цепей.
Анализ технического задания выявил:
1. Закон изменения ёмкости - прямоемкостной;
2. Максимальная емкость С max = 240 пФ;
3. Минимальная емкость С min = 12 пФ;
5. Температурная стабильность ёмкости - С -1 ;
Данный конденсатор будет эксплуатироваться в приёмной аппаратуре в Исполнение прибора должно соответствовать УХЛ-2 ГОСТ 15150 - 69 - для районов с умеренным и холодным климатом.
Значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации и испытаниях УХЛ-2 ГОСТ 15150 - 69.
Исполнение изделий - УХЛ ; категория изделий - 2 .
Предельные рабочие значения температур:
Среднегодовое значение - 80% при 15 С.
2 . ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Конструкция конденсатора переменной емкости (КПЕ) и его основных элементов должна соответствовать назначению конденсатора и требованиям к стабильности, точности, потерям, размерам, технологичности, стоимости и отсутствию паразитных связей. Основными элементами конструкции КПЕ, которые в значительной степени определяют параметры конденсатора, являются корпус, ротор и статор, подшипники и токосъемное устройcтво. Рассмотрим практическое выполнение этих элементов. По конструктивному выполнению корпуса, ротора и статора конденсаторы могут быть разделены на литые, фрезерованные и штампованные.
Фрезерованные конденсаторы изготовляются фрезерованием роторной и статорной систем и корпуса из сплошного куска металла, чаще всего из алюминия и его сплавов. Отличаются высокими электрическими и механическими показателями, но сложны в изготовлении, металлоемки, а поэтому малопригодны для массового производства. Литые конденсаторы изготовляют литьем из алюминиевых или цинковых сплавов. Статорная система составляет одно целое с корпусом. Толщина пластин при этом может быть получена около 2 мм, а зазор не менее 1,0 мм. Литые конденсаторы отличаются высокой стабильностью, но не могут быть изготовлены большой емкости без значительного увеличения размеров.
Штампованные конденсаторы наиболее удобны для массового производства, хотя по электрическим характеристикам они уступают предыдущим типам. Они изготовляются из штампованных деталей, соединяются между собой при помощи пайки, отбортовки, задавливания или расчеканки. Статорные пластины соединяются в пакет при помощи специальных колонок или гребенок, в шлицы которых вставляются концы пластин; при cборке эти концы задавливаются специальным инструментом. Закрепление роторных пластин происходит аналогичным способом. При применении стальных или латунных пластин задавливание концов заменяется пайкой, что устраняет остаточные деформации и повышает стабильность. При единичном производстве стабильных конденсаторов возможна сборка ротора и статора на калиброванных шайбах, фиксирующих зазоры между пластинами.
Рис 1.1 - Внешний вид корпуса и ротора литого конденсатора переменной емкости для УКВ (1 - статор, 2 - керамическая ось, 3 - роторные секции).
Рисунок 1.2 - Устройство токосъемов ( а и б - пружинные токосъемы, в - пружинный упрощенный, г - цанговый токосъем, д - с гибким выводом).
При выборе направления проектирования следует учитывать все параметры, особенно, стоит обратить внимание на противоречивые факторы. Чтобы найти оптимальное решение сложившейся проблеме, необходимо подобрать компромиссный вариант конструкции. Кроме того, конструкция должна обладать минимальными паразитными параметрами, габаритами и массой (насколько это возможно) а также не должна быть слишком материалоемкой, быть удобной для монтажа и т.д. За основу был принят конденсатор КПК-1 в виду простоты его конструкции.
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.
Для приближенного, но удовлетворяющего практическим требованиям расчета можно исходить из того, что при нормальном давлении допустимая напряженность поля между пластинами составляет 500 - 700 В/мм. Тогда величина зазора будет равна:
Получили минимальный зазор между статорными пластинами. Однако, если рабочее напряжение конденсатора мало (Uр < 250В), то из технологических соображений диаметр принимают : d = 0,3 мм. С точки зрения объема конденсатора величина зазора должна быть минимальной. Но при малых зазорах понижается надежность. Считается, что конденсаторы с зазором меньше 0,15мм вызывают чрезмерное усложнение производства. В конденсаторах повышенной точности применяют большие зазоры, порядка 1,0 - 1,5 мм. А так как между пластинами конденсатора будет воздух, выбираю величину зазора равной 1 мм.
Пластины конденсатора будут выполняться из аллюминия (ТКЛР равен С -1 ). Диаметр оси выбираю равным 3 мм.
Радиус выреза в статорных пластинах r 0 определяется радиусом оси и зазором между роторными и статорными пластинами:
Определим форму пластины ротора, обеспечивающей требуемую функциональную зависимость емкости. Для обеспечения прямоемкостной зависимости емкости требуется ротор полукруглой формы. Формула расчета очертания роторной пластины, обеспечивающей любую функциональную зависимость емкости:
dC/dф - производная зависимости емкости контура от угла поворота.
Зависимость емкости от угла поворота ротора для прямоемкостной зависимости емкости:
где Cmin - начальная емкость конденсатора, пФ; Cmax - максимальная емкость конденсатора или номинальная, пФ.
Подставляя ( 3.4 ) в ( 3.3 ) получим :
где - диэлектрическая проницаемость воздуха.
Общее количество пластин выбираю следующим образом: при большом числе пластин, длинна конденсатора получается чрезмерной, при малом - возрастают размеры каждой пластины что понижает их жесткость, поэтому выбираю количество пластин таким образом, чтобы длина конденсаторной секции примерно была равна радиусу, ротора или меньше, чтобы конденсатор не получился слишком высоким. Количество пластин n = 15. Тогда :
3.2 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 изменениями линейных размеров оси, пластин и, как следствие, зазоров и изменением диэлектрической проницаемости диэлектрика, находящегося в электрическом поле конденсатора. Надо иметь в виду, что емкость КПЕ состоит из двух частей: постоянной части (представляет собой минимальную емкость, величина которой не зависит от положения ротора) и переменной части, величина которой изменяется при перемещении ротора. Каждая из этих емкостей имеет определенный ТКЕ.
Температурный коэффициент переменной части емкости (ТКЕ ) конденсатора определяется по формуле :
где ТКЕ - температурный коэффициент диэлектрической проницаемости диэлектрика (для воздуха) равен -1,870 С -1 ;
TKS A и TK d - температурные коэффициенты активной площади пластин и зазора, соответственно.
Температурный коэффициент активной площади пластин обуславливается температурным коэффициентом линейного расширения материала б мп , из которого они изготовлены, и относительным перемещением секции ротора и статора, вызванным температурным коэффициентом линейного расширения материала корпуса б мк , т.е:
где TKS S и TKS L - температурные коэффициенты активной площади пластин;
где б мп - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлены пластины.
где б мк - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен корпус (основание конденсатора). Материалом для оснований конденсатора выбрал аллюминий
Подставляя полученные значения в ( 3.8 ) получим :
Так как пластины крепятся к оси ротора и стойкам пайкой, то температурный коэффициент зазора между пластинами рассчитывается по следующей формуле :
где - температурный коэффициент линейного расширения зазора;
- зазор между пластинами одного знака;
Толщину пластин выбираем равной 5 мк м, в следствии возникновения возможного трения керамического диэлектрика об пластину статора.
Расчетный ТКЕ конденсатора составил С -1 .
В данном курсовом проекте был произведен расчет переменного конденсатора с прямоемкостной зависимостью. Данный конденсатор переменной емкости предназначен для использования в качестве регулировочного для подстройки контуров в радиоприемной аппаратуре.
Ось ротора и статора будем делать из одного материала, ТКЕ которого должно быть как можно ближе по своему значению к ТКЕ керамики, чтобы улучшить общее ТКЕ конденсатора. Для керамики с ТКЕ равным 0 С -1 , был выбран аллюминий с ТКЕ С -1 .
Все предпринятые меры оправдали себя, и при проведении расчетов был определен температурный коэффициент емкости, который составил С -1 .
Для реализации прямоемкостной зависимости был рассчитан радиус пластины ротора -17,21мм.
1. Волгов В.А. Детали и узлы РЭА - М.: Энергия. 1977.- 656с.
2. Свитенко В.Н. Электрорадиоэлементы.- М. : Высшая школа, 1987.
3. Рычина Т.А. Электрорадиоэлементы.- М. : Советское радио, 1976.
4. Радиокерамика под. ред. Богородицкого и Пасынкова. - М.-Л.: ГосЭнергоИздат, 1963.
7. Белинский В.Т. и др. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. - К. : Вища школа, 1992.
8. Дэммер Дж.В.А. и Норденберг Г.М. Конденсаторы постоянной и переменной емкости. - М.-Л.: ГосЭнергоИздат, 1963, 315 с.
Разработка конденсатора переменной ёмкости с заданными параметрами, приобретение опыта разработки электрорадиоэлементов. Обзор конструкций и выбор направления проектирования. Расчет конденсатора, температурного коэффициента емкости, контактной пружины. курсовая работа [39,7 K], добавлен 10.03.2010
Применение конденсаторов переменной емкости для изменения резонансной частоты контура. Обзор конструкций и выбор направления проектирования конденсатора. Расчет электрических и конструктивных параметров, вычисление температурного коэффициента емкости. курсовая работа [340,5 K], добавлен 14.03.2010
Выбор конструкции конденсатора переменной емкости, обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования. Расчет конструкции и необходимых деталей, выбор размеров пластин, определение их формы, вычисление температурного коэффициента емкости. курсовая работа [33,4 K], добавлен 23.08.2010
Функциональные возможности переменных конденсаторов как элементов колебательных контуров. Обзор конструкций и выбор направления проектирования конденсатора. Расчет электрических и конструктивных параметров, вычисление температурного коэффициента емкости. курсовая работа [1008,2 K], добавлен 14.03.2010
Требования к обеспечению габаритных минимальных размеров конденсатора переменной емкости, применение твердого диэлектрика. Изменение емкости конденсатора. Особенности конденсаторов с механическим управлением. Расчет конструкции и необходимых деталей. реферат [48,8 K], добавлен 29.08.2010
Анализ условий эксплуатации, обоснование дополнительных требований и параметров электрорадиоэлементов, лежащих в основе радиоэлектронной аппаратуры. Вычисление температурного коэффициента емкости, расчет контактной пружины, конструкция и технология. курсовая работа [41,0 K], добавлен 04.03.2010
Классификация конденсаторов переменной ёмкости с механическим управлением. Расчет КПЕ с нейтральным ротором с прямоемкостной зависимостью, предназначенного для использования в стационарной аппаратуре. Определение температурного коэффициента емкости ТКЕ. курсовая работа [23,9 K], добавлен 29.08.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Проектирование конденсатора переменной емкости курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Готовые Курсовые Работы Сайт
Контрольная работа: Бухгалтерский учет внешнеэкономической деятельности
Сроки В Гражданском Праве Курсовая Работа 2022
Контрольная работа по теме Особенности расчета агрегатов денежной массы в России и зарубежных странах
Реферат: Effective Writing Is Important Essay Research Paper
Организация Охраны Труда Дипломная Работа
Реферат: Социально-психология характеристика преступных общностей. Скачать бесплатно и без регистрации
Доклад: Элементарные частицы. Ускорители
Реферат по теме Тенденции экономического развития Японии
Реферат: Правила теплоснабжения и горячего водоснабжения многоквартирных жилых домов обеспечивающие комфортные условия проживания Калининград
Структура Написания Итогового Сочинения По Русскому Языку
Курсовая работа: Развитие интеллектуальных способностей учащихся среднего школьного возраста средствами контроля созданными в Power Point. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Неполноценные деньги
Реферат по теме Маркетинг как рыночная концепция, его использование в условиях формирующегося рынка России
Контрольная работа по теме Занимательные вопросы по физике
Курсовая Работа По Госту 2022
Важнейшая Задача Цивилизации Научить Человека Мыслить Эссе
Реферат: Структура культуры. Классификация ее видов
Реферат На Тему Аномалии Родовой Деятельности
Реферат: Развитие Стамбула в разные эпохи
Аспекты квалификации и совершения валютных операций - Государство и право реферат
Основы бухгалтерского учета - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Социально-экономические аспекты истории присоединения Центральной Азии к России - История и исторические личности реферат