|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы повышенная в условиях хранения или работы в неотапливаемых помеш,ениях, высокая в условиях работы на открытом воздухе, тропическая в условиях работы при одновременном воздействии высокой влажности и повышенной температуры) имеет решающее значение при выборе системы герметизации. Давление воздуха в окружающей среде влияет на разрядные напряжения изоляции выюдов конденсатора, а потому должно быть учтено при расчете изоляторов. Представляет интерес также и нижний предел температуры окружающей среды to; мин, особенно при использовании жидких диэлектриков в конструкции конденсатора для целей пропитки или заливки. В этом случае при расчете приходится учитывать изменение объема жидкости, залитой * в конденсатор, при колебаниях температуры во всем возможном диапазоне ее изменения. Если известен тип диэлектрика, то в большинстве случаев этим определяется и тип конструкции основы конденсатора - конденсаторной секции: плоская, цилиндрическая или спиральная (намотанная). Иногда при одном и том же •диэлектрике можно применить несколько конструкций: при отсутствии специальных соображений по выбору варианта конструкции необходимо рассчитать несколько вариантов и выбрать оптимальный. Если в расчетном задании не указан тип диэлектрика, го расчет надо начинать с его выбора. Эта задача облегчается гем, что сочетание заданных значений Сн, f/p и уже предопределяет использование лишь нескольких диэлектриков из тех, которыми располагает современное конденсаторо-строение. Для облегчения правильного выбора типа диэлектрика в расчетном задании желательно иметь следующие дополнительные сведения о характеристиках конденсатора: точность значения емкости (допустимое отклонение емкости от номинального значений АСн); температурный коэффициент емкости ТКЕ или допустимые изменения емкости, по сравнению с ее значением при 20° С, при крайних значениях рабочей температуры to. ыин и о. макс (если не требуется линейность изменения емкости при изменениях температуры); максимально допустимое значение тангенса угла потерь tg 8; минимально допустимое значение сопротивления изоляции конденсатора (/?из)мин или минимальная постоянная времени (/?изС)„„н. Учитывая совокупность этих требований, можно выбрать один определенный диэлектрик. Если можно выбрать два или более различных диэлектрика, то необходимо рассчитать каждый из них, а затем уже выбрать оптимальный вариант. Основным при расчете конденсатора является правильный выбор толщины диэлектрика d, так как от нее зависят как размеры конденсатора, так и надежность его работы. По существу каждый раз приходится идти на компромисс между двумя противоположными требованиями: обеспечить повышенную надежность, для чего требуется увеличивать d, или обеспечить наименьшие значения веса, объема и стоимости конденсатора, для чего требуется уменьшать d. Как будет показано ниже, в первом приближении объем v конденсатора изменяется пропорционально квадрату толщины диэлектрика, поэтому снижение толщины d является существенным способом удешевления конденсатора и снижения его габаритных размеров. Для конденсаторов постоянного тока и низкой частоты величина d обычно устанавливается на основе расчета электрической прочности конденсатора; для ряда типов высокочастотных конденсаторов величина d находится из теплового расчета и потом только проверяется в отношении запаса электрической прочности. с применением полупроводниковых приборов в электронной технике резко снизились предельные значения Up для многих типов конденсаторов. В связи с этим при расчете конденсаторов низкого напряжения можно не рассчитывать величину d, а просто выбрать, из технологических соображений, наименьшее ее значение для данного диэлектрика. Обычно для таких материа.5ов, как бумага, синтетические пленки, слюда, приходится ориентироваться на минимальные значения толщины, оговоренные в соответствующих ГОСТ или ТУ. В настоящее время для получения слоев диэлектриков очень малой толщины отрабатываются новые технологические приемы (испарение в вакууме, катодное распыление, термическое и химическое окисление, пиролитическое разложение, полимеризация в газовом разряде, нанесение тон-„ -ких слоев и т. п.). В этом случае даже при малых напряжениях толщину диэлектрика d следует выбирать с учетом электрической прочности. После определения величины d необходимо выбрать конструкцию конденсаторной секции -основы конденсатора, что обычно определяется заданным или выбранным типом диэлектрика, а также номинальными параметрами конденсатора, указанными в расчетном задании. В соответствии с конструкцией выбирается расчетная формула, связывающая емкость с толщиной диэлектрика и основными размерами обкладок. Используя выбранную формулу емкости, заданное значение Сн и найденное значение d, а также выбирая из конструктивных соображений соотношение ширины и длины обкладок, в случае плоского или спирального конденсатора, и задаваясь длиной обкладки или диаметром цилиндрического конденсатора, можно найти размеры активной части диэлектрика. Для установления размеров конденсаторной секции приходится дополнительно выбирать размеры закраин (расстояние от края обкладки до края диэлектрика), исходя из расчета на отсутствие перекрытия или основываясь на технологических соображениях, и толщину обкладок из соображений механической прочности, т. е. из технологических соображений или на основе расчета величины потерь в обкладках (для конденсаторов повышенной или высокой частоты). После установления размеров конденсаторной секции (в некоторых случаях, размеров пакета секций, если применяется их последовательное, параллельное или смешанное соединение) устанавливаются размеры конденсатора на основе выбора внешнего конструктивного оформления, а также расчета изоляции от корпуса, если он металлический. При этом, если толщина диэлектрика была выбрана только на основе расчета электрической прочности, тс после определения внешних размеров следует провести тепловой расчет конденсатора в случае его предназначения для работы при переменном или импульсном напряжении (при повышенной частоте повторения импульсов), а также при постоянном напряжении, если верхний предел рабочей температуры велик (порядка 100° и выше) *. Потери обычно определяются при разработке новых типов конденсаторов, когда для теплового расчета нельзя воспользоваться практическими данными по измерению угла потерь у аналогичных конденсаторов, которые уже выпус- * В системе СИ температура измеряется по шкале Кельвина Tjf=t + + 273,15, где - температура в °К; t - температура в °С. 0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 |