Контрольная работа: Конденсатор подстроечный с симметричным ротором

10-55

не применимо

Время жизни:

при работе, ч

при хранении, лет

30000

5

Различают два случая применения подстроечных конденсаторов:

а) для подстройки, при которой конденсатор устанавливают на заданную величину емкости и закрепляют в таком положении;

б) для настройки, при которой необходимо периодическое изменение емкости.

1.3Требования к габаритам

Обеспечить минимальные габаритные размеры.

1.4 Параметры

1.4.1 Максимальная емкость – 50 пФ

1.4.2Минимальная емкость – 3,5 пФ

1.4.3Рабочее напряжение – 12 В

1.4.4Годововй выпуск – 5000 шт.

2. Обзор аналогичных конструкций

Одним из важнейших требований, предъявляемых к подстроечным конденсаторам, является плавность установки ёмкости и надежность фиксации, т.е. сохранение установленной ёмкости во времени и при ударах, вибрациях и других механических воздействиях. Ниже приведены наиболее характерные конструкции подстроечных конденсаторов.

Конденсатор, с вращающимся ротором, состоит из керамического основания, на котором укреплены статор и в специальном подшипнике ротор. Радиус ротора примерно 10 мм, зазор 0,2-0,25 мм. Подшипник и пружинный токосъём создают момент вращения до 500 г*см, что обеспечивает необходимое самоторможение ротора; в некоторых случаях конденсатор снабжают стопорным устройством.

Достоинством таких конденсаторов являются хорошие электрические характеристики, а недостатком – сложность изготовления, поэтому в основном их применяют в специальной РЭА.

Ряд конструкций конденсаторов такого типа нормализован. Наиболее употребительными являются конденсаторы типа КПВ и малогабаритные КПМ и КПВМ. Они выпускаются в нескольких конструктивных вариантах: обычного типа, с разделенным статором («бабочка»)- для использования в двухтактных схемах и дифференциальные.

Цилиндрические подстроечные конденсаторы имеют несколько конструктивных вариантов. Конденсаторы небольшой емкости (до 10-20 пФ) состоят из трубчатого статора и сплошного цилиндрического ротора, осевое перемещение которого осуществляется при помощи винта с большим шагом нареки. Конденсаторы большей ёмкости выполняются с твёрдым диэлектриком или имеют ротор и статор в виде нескольких коаксиальных цилиндров.

Основным недостатком таких конденсаторов является пониженная влагостойкость, обусловленная трудностью удаления влажного воздуха из внутренней полости конденсатора. Конденсаторы небольшой емкости этого типа особенно часто используются в УКВ диапазоне РЭА.

Шайбовые керамические подстроечные конденсаторы типа КПК являются конденсаторами общего применения, так как они относительно дешевы, имеют удовлетворительные электрические характеристики и небольшие размеры. Конденсаторы состоят из керамического основания - статора на котором укреплен вращающийся керамический диск – ротор. Обкладками служат слои серебра на статоре и роторе нанесенные методом вжигания. Промышленность выпускает несколько типов таких конденсаторов наибольшее применение из которых находит КПК-1. малогабаритный вариант такого конденсатора КПК-МП предназначен для использования в печатных схемах а КПК-МН – для навесного монтажа. ТКЕ таких конденсаторов –(200-800)*10-6 1/0С.

Пружинный подстроечный конденсатор состоит из двух металлических обкладок, укрепленных одна над другой на изоляционном основании. Верхняя пластина делается из пружинного материала и при помощи винта может приближаться или отдалятся от нижней пластины, изменяя тем самым емкость конденсатора. Во избежание короткого замыкания к нижней обкладке приклеивается тонкая изоляционная прокладка из слюды или полистирола. Такие конденсаторы достаточно просты в производстве, но отличаются большой нестабильностью, а поэтому применяются лишь в простейшей РЭА.

В простейшей РЭА находит широкое применение также очень дешевый проволочный подстроечный конденсатор, состоящий из куска изолированной проволоки длиной 2-3 см, диаметром 2*1,5 мм, на которой плотно намотана изолированная (ПЭВ) проволока диаметром 0,2-0,3 мм. Подгонка необходимой емкости производится откусыванием части намотки.

3. Выбор направления проектирования и основных конструкторских решений

Т.к. конденсатор подстроечный, то выбираем прямоемкостную зависимость изменения емкости от угла поворота пластин. Конденсатор рассчитан на однократную настройку, петому в качестве подшипника выбираем подшипник трения. В качестве токосъема применяется токосъем со скользящим контактом. В таких токосъемах переходное сопротивление скользящего контакта должно быть по возможности мало (меньше 0,01 Ом) и не изменяться в процессе эксплуатации и во времени. Сборка роторных и статорных пластин осуществляется при помощи шайб. Крепление к месту установки производится при помощи двух болтов М4. Роторные и статорные пластины крепятся на керамическом основании развальцовкой. Роторные и статорные пластины (толщиной 0,14 мм) изготовляются штамповкой из алюминия марки Амг5 (ГОСТ 21488-76) [4] т.к. алюминий хорошо обрабатывается штамповкой, имеет невысокое удельное электрическое сопротивление, устойчив к воздействию влаги, не дорогой. Роторные и статорные оси изготавливаются из бронзы марки БрБ2 (ГОСТ 493-54). Бронза БрБ2 имеет высокие упругие и механические свойства, хорошая пластичность, Значительное сопротивление усталости, высокая коррозионная стойкость. Физические характеристики приведены в таблице 3.1. В качестве диэлектрика между роторными и статорными пластинами используется фторопласт-4 толщиной 0,1 мм.