Курсовая работа: Конденсатор переменной емкости с нейтральным ротором
В связи с тем, что у конденсатора толщина вводимой роторной керамической пластины равна расстоянию между статорными пластинами, особенностью данного конденсатора является то, что с увеличением температуры керамика ротора будет расширяться на (8-4,8)*10-6 1/град, то есть на 3,2*10-6 1/град быстрее, чем такой же по толщине участок материала, выполненный из ковара. И наоборот – с уменьшением температуры ковар сжимается на 3,2*10-6 1/град медленнее, чем керамика, значит с колебаниями температуры будут изменяться воздушные зазоры между пластинами, которые образуются как следствие погрешостей изготовления деталей конденсатора и его сборки, что повлечет за собой незначительные изменения емкости.
Так как пластины крепятся к оси ротора и стойкам пайкой, то температурный коефициент зазора между пластинами расчитывается по следующей формуле:
ТКd = (αмо *l – 2* αмп dп )/(l – 2* dп )
, (3.11)
где αмо - температурный коефициент линейного расширения, из которого изготовлена ось;
l – расстояние между пластинами ротора;
dп – толщина пластин.
Если αмо = αмп = αковар ,то формула примет вид:
ТКd = αковар (3.12)
Рассчитаем температурный коефициент зазора между пластинами по формуле 3.12.
ТКd = 4,8*10-6 1/град
Общий ТКЕ равен:
ТКЕ = 53*10-6 + 17,5*10-6 + 4,8*10-6 = 75,3 10-6 1/град
Расчетный ТКЕ конденсатора составил 75,3 10-6 1/град, а ТКЕ конденсатора заданное в техническом задании – 80*10-6 1/град, значит параметр данного конденсатора соответствует техническому заданию.
ПАСПОРТ
1.Рабочее напряжение, В....................................... 50
2.Максимальная емкость, Пф....................................50
3.Минимальная емкость, Пф.................................... 3,5
4.Количество секций............................................ 2
5.Температурная стабильность емкости, 1/град ................ 75,3*10-6
6.Среда эксплуатации............................. согласно УХЛ 4.1
7.Габаритные размеры, мм...............................30х30х36,3
7.Масса, г................................................... 24,9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был произведен расчет переменного конденсатора с нейтральным ротором и прямоемкостной зависимостью. Данный конденсатор переменной емкости предназначен для использования в качестве регулировочного, для подстройки контуров в радиоприемной аппаратуре (в УКВ диапазоне).
В техническом задании для проектирования данного конденсатора были предъявлены противоречивые требования: минимальные размеры конструкции и сравнительно низкий температурный коэффициент емкости (80*10-6 1/град), значит выбираем материалы с максимально близкими ТКЕ и конструкцию, которая бы обеспечивала и достаточно низкий ТКЕ, и малые габариты конденсатора.
В качестве материала пластин ротора была выбрана керамика с достаточно высоким значением диэлектрической проницаемости (23,5), чтобы уменьшить габаритные размеры. Ось ротора и статор 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 8*10-6 1/град был выбран ковар с ТКЕ 4,8*10-6 1/град.
Все предпринятые меры оправдали себя, и при проведении расчетов был определен температурный коэффициент емкости, который составил 75,3*10-6 1/град.
Для реализации прямоемкостной зависимости данного КПЕ выбираем полукруглую форму пластин.
Был рассчитан радиус пластины ротора – 8 мм.
Масса спроектированного конденсатора оставила 24,9 грамма.