Курсовая работа: Конденсатор переменной емкости

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:

Rф = , мм (3.3)

где n – число пластин,

dC/dф – производная зависимости емкости контура от угла поворота.

Зависимость емкости от угла поворота ротора для прямоемкостной зависимости емкости:

= (3.4)

где Cmin – начальная емкость конденсатора, пФ,

Cmax – максимальная емкость конденсатора или номинальная, пФ.

Подставляя (3.4) в (3.3) получим:

Rф =, мм, (3.5)

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:

Rф ==1.721 см =17.21 мм.

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:

ТКЕ ~= ТКЕ±TKSA+TKd (3.7)

где ТКЕ - температурный коэффициент диэлектрической проницаемости диэлектрика (для воздуха) равен -1,870 °С-1;

TKSAи TKd – температурные коэффициенты активной площади пластин и зазора, соответственно.

Температурный коэффициент активной площади пластин обуславливается температурным коэффициентом линейного расширения материала αмп, из которого они изготовлены, и относительным перемещением секции ротора и статора, вызванным температурным коэффициентом линейного расширения материала корпуса αмк, т.е:

TKSA = TKSS TKSL, (3.8)

где TKSS и TKSL - температурные коэффициенты активной площади пластин;

TKSS = 2 αмп, (3.9)

где αмп - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлены пластины.

TKSL= αмп - αмк, (3.10)

где αмк - температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен корпус (основание конденсатора). Материалом для оснований конденсатора выбрал аллюминий

αмк= °С-1.