|
| |
 |
Главная » Мануалы 1 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 33 Зависимость допускаемого леремениого напряжения для конденсаторов типа КБГ от номинального постоянного напряжения (жидкая пропитка)
Таблица 21 Допускаемые рабочие напряжения постоянного тока для конденсаторов типа БГТ при двух значениях предельной температуры и двух значениях срока службы
напряжения найти соответствующее ему номинальное постоянное напряжение и по его величине выбрать нужную толщину диэлектрика. Если конденсатор должен работать при постоянном напряжении с наложенной на него переменной составляющей, соблюдается Т1равило, по которому сумма постоянного напряжения, реально приложенного к конденсатору, и амплитуды переменной составляющей не должна превышать соответствующего номинального напряжения конденсатора. Определив эту сумму и выбрав номинальное напряжение, можно найти нужную толщину диэлектрика. Допустимые при таком расчете значения переменной составляющей, в зависимости от частоты, имеют следующие значения (указана амплитуда переменной составляющей в % от номинального постоянного напряжения): 50 гц-20%, 100 гц - 15%, 300 гц - 10%, 1000 гц - 5%, 10 кгц - 2%. Если амплитуда или частота превышают указанные значения, надо рассчитать дополнительный нагрев конденсатора, создаваемый переменной составляющей, и, если он достигает опасных значений, учесть это при конструировании конденсатора. Приведенные выше значения £р относятся к длительной непрерывной работе 5000-10 ООО ч. Если проектируется конденсатор с сокращенным Таблица 22 Выбор ширины закраины
сроком службы, то значение £р можно повысить. При постоянном значении температуры срок службы (в первом приближении) обратно пропорционален приложенному напряжению в некоторой степени т, для которой указываются значения от 4 до 6, в среднем 5 (закон пятой степени). При т = Ъ и сокращении срока службы в 10 раз допустимое напряжение повышается на 58% (увеличение в 1,58 раз). На практике обычно подходят к повышению напряжения при сокращении срока службы более осторожно, как показываюг данные табл. 21, соответствующие бумажным конденсаторам типа БГТ. На эти данные можно ориентироваться при выборе £р при сокращенном сроке службы. Испытательное напряжение для конденсаторов радиотипа обычно принимается равным утроенному рабочему номинальному напряжению, но при f/н == 1500 в и выше - двойному номинальному. Величину закраины следует выбирать, исходя из испытательного напряжения, при котором не должен наблюдаться разряд по закраине, руководствуясь данными табл. 22. Если задано испытательное переменное напряжение (эффективное), то закраину следует увеличить в 1,5 раза по сравнению с соответствующей постоянному напряжению той же величины. Пример 1. Рассчитать кондеисатор для радиоприемной аппаратуры при номинальном напряжении постоянного тока 400 в, емкости 0,05 мкф, максимальной рабочей температуре 70° С. Полная герметизация конструкции не требуется. Выбираем плотную бумагу КОН-2 (1,2 г1см.) и пропитку поли-хлорнафталином (галоваксом) для повышения удельной емкости. Тогда по формуле (3-13) при = 1 - = 0,225 н г/ = 0,15 5-6,5 (1 -0,225) 5 4-0,225-0,15 6,5-5 4-0,225(1 -0,15)6,5 . Учитывая, что емкость невелика, принимаем выше, чем указано в табл. 18, и равным 13 кв/мм. В этом случае толщина диэлектрика будет равна 400/13 = 30,7 10- мм = 30,7 мк. Берем диэлектрик из трех слоев бумаги по 10 мк. Предполагаем, что секция имеет цилиндрическую форму, т. е. не подвергается прессовке. Снижая расчетное значение е на 10%, получаем 6=0,9-5,3=4,75. Принимаем ширину бумаги равной 30 мм.. Предполагая, что намотка будет с выступающей фольгой (для уменьшения потерь и индуктивности), взяв закраину равной 3 мм и выступающий край фольги 3 мм, находим ширину Ь= 30+3 - 3= 30 мм. Берем алюминиевую фольгу шириной 30 мм и толщиной 7 мк. Активная ширина фольги fcg = 30 - 2 - 3 = 24 мм. Диаметр намоточной оправки выбираем Do-3 мм. Вычисляем в формуле (1-55) для определения наружного диаметра секции коэффициент 0.144(30 + 7)30 ~ 4,75 2,4 ~ Вычисляем наружный диаметр намотанной секции, используя формулу (1-55), D = 1/0,32 . 14 . 0,05 = 0,89 см. Число витков секции находим по формуле (1-56) 2,5-103(0,89-0,3) 3-10 + 7 Используем в качестве корпуса винипластовую трубку: внутренний диаметр 11 мм, толщина стенок 1,5 мм, наружный диаметр 14 мм. С учетом выступающих с торцов фольги и припайки вывода принимаем длину секции на 2 мм более ширины бумаги, т. е. 32 мм. Считая иа заливку торцов по 5 мм с каждого торца, получаем длину корпуса 42 мм. Для заливки используем эпоксидную смолу. Таким образом, получили следующие размеры конденсатора: диаметр 14 мм и длина 3 14 1 42 42 мм. Объем конденсатора -- 4,2 = 6,5 см. Удельный объем 6 5 составляет -- = 130 см/мкф; с^. = 0,0077 мкф/см. Определим вес 0,05 конденсатора. Активная площадь фольги в нем составляет KjOd = 108 0,05 30 = 175 смК Вес При активной ширине 2,4 см длина леит фольги = 73 см. фольги в конденсаторе 2 73 3 2,7 7 - 10 * = 0,8 г. Бумажная лента несколько длиннее фольги за счет 2-3 защитных витков ( холостых ) в конце и начале намотки. Длина первого витка я 0,3 = 0,95 см, длина последнего ътка я 0,98 = 3,08 см. Принимаем увеличение длины бумажной ленты в сравнении с длиной фольги 2 -4=8 см.-Тогда длина бумажных лент = 73 + 8 = 81 см. Вес бумаги в конденсаторе 2 3 10 10 * - 81 3-1,2= 1,75 г. Объем JO 50 30,01 З'ОМ/  Рис. 86. К расчету цилиндрического конденсатора с бумажным диэлектриком: а - общий вид с разрезом; б - вывод; е - схема развертки намотанной секции. бумаги в конденсаторе 1,75/1,2 = 1,45 см. Относительный объем пор 1 - 1,2/1,55 = 0,225. Объем впитанного хлорнафталина 0,22 1,45 = = 0,325 см. С учетом налипания пропиточной массы на поверхность секции принимаем ее полный объем 0,5 см и при удельном весе хлор-нафталина 1,5 г/см получаем вес пропиточной массы в конденсаторе 0,75 г. Принимая длину выводных проводников с учетом их припайки к торцу секций по 60 мм при диаметре 1 мм (для меди удельный вес 8,9 г/см), получаем вес выводных проводников 2 6~ 0,1 8,9 => = 0,85 г. Принимая удельный вес винипласта 1,4 г/см, находим вес корпуса - (1,4=- 1,Р) 4,2 1,4= 3,45 г. Объем с обоих торцов на заливку 2 - l.l 0,5= 0,95 смК Принимая удельный вес эпоксидной смолы равным 1,25 г1см и несколько увеличив объем, учитывая затекание смолы в щель между секцией и стенкой корпуса, а также выступаиие за края торцов, получаем вес заливочной массы в конденсаторе 1,25 1,3= 1,66 г. Полный вес конденсатора 0,8 + 1,75 -f 0,75 + 0,85 + 3,45 + 1,6 = 9,2 г. Удельный вес конденсатора составляет 9,2/0,05 = 184 г/мкф. Чертеж спроектированного конденсатора приведен на рис. 86. Пример 2. Рассчитать конденсатор для тяжелых условий работы: температура 100° С, влажность окружающей среды до 100%. Номинальное рабочее напряжение 600 в, емкость 1 мкф. Требуется герметизация с применением сварки, так как пайка мягким припоем при 100° С рабочей температуры ненадежна. Выбираем плотную бумагу КОН-2 (1,2 г/см) и пропитку новой неполярной жидкостью октол , отличающейся повышенным удельным сопротивлением, что весьма важно при высокой рабочей температуре. По табл. 17 находим значение е для пропитанной бумаги, равное 4,5 (как при неполярных жидких массах: масло или вазелин). По табл. 19 выбираем = 15 кв/мм. В этом случае толщина диэлектрика равна 600/15 = 40 мк. Берем 4 слоя бумаги по 10 мк. Испытательное напряжение принимаем равным 3 t/ (1800 в). Принимаем намотку со скрытой' фольгой, находим по табл. 22 величину закраины 2,5 мм. В качестве обкладок берем алюминиевую фольгу 7,5 мк толщиной и 35 мм шириной. Тогда ширина бумаги 6 = 35 + 2 2,5 = 4() мм. Предположим, что необходимо обеспечить стандартную наружную шириНу корпуса 45 мм. Определим, исходя из этого, размеры секции и число ее витков. Учитывая, что секция не будет сильно сжата, принимаем величину е = 0,9 4,5 х 4,0. Тогда коэффициент = 567/4= 141,5 см/мкф мк. Активная площадь обкладок Sa= 141,5 1,40 = 5670 см. Длина обкладок (длина одной ленты фольги) 1 = 5670/3,5 = = 1650 см. -Учитывая наличие холостых витков в начале и конце намотки, принимаем длину бумажных лент 1б = 1655 см. Сечение секции, перпендикулярное оси ее намотки, определяется суммарной толщиной двух лент фольги и удвоенного значения толщины диэлектрика, умноженных на длину бумажных лент: f= 2(7,5+40) 10-* 1655 = = 15,7 см. Принимая толщину стенок корпуса 0,5 мм и толщину изоляции от корпуса 0,3 мм, получаем максимальную ширину секции 6 = 45 - 2 0,5 - 2 0,3 = 43,4 мм. Принимая = 4,3 см, нахо- ДИМ второй размер сечения секции = 15,7/4,3 = 3,67 см. Сечение С секции получается почти квадратным, что технологически неудобно, поэтому разбиваем конденсатор на две параллельно включенные секции по 0,5 мкф. Толщину секции берем равной половине полезной ширины корпуса: = 4,3/2 ss 2,1 см (округление в сторону уменьшения, чтобы секции свободнее вошли в корпус). Число витков секции нахо-ди.м по соотношению Дс 2,1 10 500 - =41 = 47715 + 4000=5 = -5- = ° - Идеальное сечение секции представляет собой прямоугольник с размерами Д^, и а , причем второй отличается от первого на ширину первого витка, равного половине длины окоужности намо- F 15 7 точной оправки : = - = = 3,74 см. Отсюда находим необходимый размер намоточной оправки г)о = ~К-Д,)=- (3.74-2,1): : 1,05 СМ. Фактически края секции не прямые, а закругленные, как показано на рис. 87. В этом случае фактическое значение максимальной ширины секции, по которому надо выбирать соответствующий размер корпуса,
(3-22) Р -а'с При прессовке секций с ограничением по ширине коэффициент = 1,051,10, при прессовке без ограничения по ширине = 1,151,25. Полагая, что прессовка без ограничения по ширине, принимаем & = 1,2. Тогда ai = 1!-} + 1,2 2,1 = Рис. 87. К расчету размеров плоскопрессованной секции. = 4,17 см. С учетом толщины стенок корпуса и изоляции от него получаем размер корпуса, соответствующий ширине секции 41,7 + + 2 0,5 + 0,3 = 43,4 мм. Принимаегл размер корпуса 45 мм. Следовательно, габаритные размеры основания корпуса составят 45 X 45 мм. Проверим число витков секции по формулам (1-56). Находим коэффициент 0,144(40 + 7,5)40 , --Г Ж5 ~ Определяем величину наружного диаметра намотанной секции, пока она еще не снята с оправки, D = /1,052+ 19,6 0,5 = 3,3 см. Тогда число витков 5650 40 + 7,5 2,5 108(3,3-1,05) 47,5 = 118. Учитывая два дополнительных холостых витка, получаем общее число витков, близкое к тому, которое было получено при расчете по толщине секции. Высота секций конденсатора определяется шириной бумаги с небольшим сдвигом при намотке (до 1 лгж). С учетом толщины дна корпуса (0,5 мм) и толщины изоляции с нижнего и верхнего торца секций (0,6 лгж) получаем размер 40+ 1 + 0,5+ 0,6= 42,1 мм. Выбираем, с учетом нижней части изолятора под крышкой, высоту корпуса 54 мм, принятую для стандартных конденсаторов БГТ. Тогда объем корпуса конденсатора по его наружным размерам 45 X 45 X 54 мм = 108 ООО мм = 108 смК Эта цифра дает нам удельный объем конденсатора, поскольку его емкость равна 1 мкф: -и -уд = щ = 0,00925 мкф1см\ При 100° С не рекомендуется применять пайку мягким припоем. Берем поэтому стальной цельнотянутый корпус без швов (рис. 88, а) и штампованную крышку (рис. 88, б), которая соединяется с корпусом сваркой. Для изоляции выводов используем керамические изоляторы составного типа с уплотнением шайбами из специальной иагревостойкой резины. Изолятор в собранном виде и его основные детали показаны на рис. 89. Вместо сборного можно использовать и более надежный в смысле герметизации-керамический изолятор типа ИКПТ-0,6, соединенный с металлической арматурой переходным слоем стекла. Такой изолятор впаивается в крышку с помощью твердого припоя. Схема намотки секции и ее габаритные размеры показаны на рис. 90, устройство выводного контакта - на рис. 91. В данном случае, ввиду высокой рабочей температуры и недостаточного сжатия сек- Рис. 88. Бумажный конденсатор герметизированного типа: а - корпус; б - крышка.  Рис. 89. Составной керамический изолятор: а - собранный изолятор с уплотняющими прокладками; б - проходной выводи внде~трубки; в -контактный лепесток; г - керамические детали , изолятора. ЦИИ в корпусе (отсутствуют специальные обжимки), важно уделить особое внимание надежности контаета с обкладкой. Поэтому контак- том служит полоска алюминиеюй фольги относительно большой площади, конец которой обернут вокруг петли, скрученной из двойной медной луженой проволоки (две проволоки диаметром по 0,2 мм). При  Рис. 90. Схема намотки и размеры секции конденсатора.  ОБернуть гроза Рис. 91. Размеры и устройство выводного контакта секции.  Рис. 92. Устройство изоляции секций от корпуса. Рис. 93. Общий вид бумажного конденсатора (600 в, 1 мкф, температура до 100° С). вкладывании в секцию в процессе намотки часть контакта возле проволоки изолируется бумагой, как показано иа рис. 91. Такой контакт можно заменить полоской медной луженой фольги, соединенной с обкладкой точечной сваркой. Эта система дает большую надежность контакта, но технологически сложнее. Устройство коробочки (изоляция от корпуса), выполняемой из электрокартона марки ЭВ толщиной 0,3 жм, показано на рис. 92. Собранный конденсатор показан на рис. 93. Пространство над торцами секций под крышкой конденсатора заполняется прокладками из электрокартона. Подсчитаем вес конденсатора. Вес обкладок 2 5670 7,5 10~*х Х2.7 = 2,3 г. Вес бумаги 2 - 1655 - 4 - 40 Ю^* -1,2= 63,5 г. Объем пор в бумаге 0,2 64,5/1,2 = 10 см. Свободный объем корпуса конденсатора, заполняемый пропиточной массой (при отсутствии прокладок из электрокартона), примерно равен 4,5 X 4,5 X 1,0= 20 см. Принимая удельный вес массы равным 1,0 гкм^ и ориентировочный объем 30 сж, получаем вес пропиточной массы в конденсаторе. 30 г. Исходя из размеров коробочки (рис. 92) и учитывая наличие добавочных прокладок, получаем вес электрокартона порядка 6 г. Вес, корпуса и крышки (сталь, удельный вес 7,8 г/сж) 0,05 (2 - 4,4 - 4,5 -f 4 . 4,5 5,4) 7,8 = 53,5 г. Принимая ориентировочно вес одного собранного изолятора 10 г, получаем вес изоляторов 20 г. Тогда примерный общий вес конденсатора составит 23 -- 63,5 -- 30 -- 6 -- 53,5 -- 20 = 196 г. Эта цифра характеризует и удельный вес конденсатора, поскольку его емкость 1 мкф. Отношение удельного веса к удельному объему 196/108= 1,8 г/сж характерно для конденсаторов в металлическом корпусе и показывает. Что вес подсчитан правильно. § 13. МЕТАЛЛОБУМАЖНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1500 В В металлобумажных конденсаторах металлическая фольга заменена тонким слоем металла (тоньше 0,1 зак), нанесенным на бумагу, предварительно покрытую слоем этил-целлюлозного лака толщиной порядка 1 т. В связи с этим металлобумажный конденсатор обладает свойством самовосстановления при пробое и надежность его повышается по сравнению с бумажно-фольговым конденсатором, поэтому можно повысить величину fp. Кроме того, появляется возможность применить вместо минимально допустимых двух слоев бумаги однослойный диэлектрик при относительно большом рабочем напряжении. Если учесть при этом резкое снижение толщины обкладки, которую практически можно не учитывать, подсчитывая размеры конденсатора, то легко объяснить резкое снижение удельного объема и веса металлобумажных конденсаторов по сравнению с обычными бумажно-фольговыми. В конденсаторах типа МБГО (однослойных) один слой диэлектрика используется в диапазоне от 160 до 600 в. Однако в производстве обычных металлобумажных конденсаторов при напряжениях выше 250 в, а иногда даже при 200 в, применяют добавочные прокладки из неметаллизи-рованной и нелакированной бумаги, вследствие чего повышается постоянная времени конденсатора и его надежность при длительном хранении. При металлизированных обкладках устраняется зазор между обкладкой и диэлектриком, что способствует повы- Таблица 23 Номинальные значения и допускаемая напряженность для металлобумажных однослойных конденсаторов типа МБГО Таблица 24 Номинальные напряжения и допускаемая напряженность для металлобумажных многослойных конденсаторов типа МБГТ
шению емкости; кроме того, несмотря на лакировку, поверхность бумаги остается не идеально гладкой. Тонкий металлический слой повторяет все неровности поверхности диэлектрика, что несколько увеличивает активную поверхность, а следовательно, и емкость. Вместе с тем слой лака имеющий S 3, т. е. ниже, чем у пропитанной бумаги, включаясь последовательно со слоем бумаги, несколько снижает емкость. Все же эффективная величина е в однослойном металлобумажном конденсаторе несколько выше, чем в обычном бумажном конденсаторе, пропитанном неполярной массой. При использовании плотной конденсаторной бумаги КОН-2 для однослойного металлобумажного конденсатора при умеренном сжатии секции и пропитке церезином или вазелином можно принимать е = 4,5. Для многослойных конденсаторов при пропитке вазелином величина е 4. Значения Ер для однослойных конденсаторов типа МБГО для условий длительной работы при температуре не выше 60° С даны в табл. 23. 1 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 33 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||