Дискретно-перестраиваемый конденсатор

 

ДИСКРЕТНО-ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ КОНДЕНСАТОР, содержащий конденсаторгеле блоки постоянной емкости, соединенные параллельно межд7 собой с помощью отрезков шин, коммутирующие л элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки величины емкости конденсатора, выводы одного из конденсаторных блоков до полнительно соединены с одним из выводов дискретно-перестраиваемого конденсатора с помощью отрезков шин, в каждый из KOTojaix включен коммутирующий элемент.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

UNIIIOI

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ 01G 5 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТРЙ (21) 3413141/18-21 (22) 29.03.82 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) В,Л.Акуленко (ВЗ) 621.319.4(088.8) (56) 1. Электротехническая промжаленность, Сер. "Аппараты высокого напряжения, трансформаторы, силовые конденсаторы", 1975, вып. 6, с. 34.

2., Авторское свидетельство СССР

В 711640, кл. Н 01 Я 5/38, 23.05.77

:(прототип ). (54)(57) ДИСКРЕТНО-ITEPECTPAHBAEMHA

КОНДЕНСАТОР, содержащий конденсатор..SU„„1027784 А ные блоки постоянной емкости, соединенные параллельно между собой с помощью отрезков шин, коммутирующие .-. элементы, включенные в зти.отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности установки величины емкости конденсатора, выводы одного из конденсаторных блоков до" волнительно соединены с одним из выводов дискретно-перестраиваемого конденсатора с помощью отрезков шин, в каждый из которых включен коммути, рующий элемент.

1027784

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в мощных радиопередающих устройствах для дискретного изменения частоты настройки автоматизированных и дистанци . онно управляемых резонансных контуров.

Известны дискретно-перестраиваемые конденсаторы (ДПК), предназначенные для работы в мощных устройствах электротехники и радиотехники, 10 и содержащие несколько конденсаторных установок, соединенных между собой параллельно с помощью коммутирующих устройств (1 ).

К недостаткам указанных ДПК от- 5

Ф . носятся большое количество коммутирующих устройств, низкая точность установки требуемой величины емкости, отсутствие возможности работы

ДПК с поврежденной конденсаторной установкой путем исключения ее из рабочей цепи ДПК.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дискретно-перерастраиваемий конденсатор, содержащий конденсаторные блоки постоянной емкости, соединен ные параллельно с помощью отрезков шин, коммутирующие элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конден- ЗО саторного блока (2 ).

Недостаток известного ДПК состоит в .. том, что при малом количестве коммутирующих элементов невозможно обеспечить достаточно высокую точность установки 35 требуемой величины емкости.

Цель изобретения — повышение точности установки величины емкости.

Поставленная цель. достигается тем,что в дискретно-перестраивае- 40 мом конденсаторе, содержащем конденсаторные блоки постоянной емкости, соединенные параллельно между собой с помощью отрезков шин, коммутирующие элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока, выводы одного из конденсаторных блоков дополнительно соединены с одним из выводом дискретно-перестраиваемого конденсатора с помощью отрезков шин, в каждый из которых включен коммутирующий элемент.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого ДПК,на фиг. 2 - два ва" рианта коммутации ДПК.

Конденсаторные блоки 1 постоянной емкости соединены параллельно с помощью отрезной 2 и 3, в которые включены коммутирующие элементы 4 - бО

9. Выводы одного конденсаторного блока 1 дополнительно соединены шинами 10 и 11, в одну из которых включен коммутирующий элемент 12, а в другую - коммутирующий элемент 13,, 65 с выводами 14 ДПК. Подсоединение

ДПК во внешнюю электрическую цепь осуществляется с помощью выводов

14 и 15.

ДПК работает по принципу перемен-, ного последовательно-параллельного. соединения. ,Исходя иэ требуемой величины емкости и величин рабочего тока и рабочего напряжения определяется необходимое количество рядов М и количество конденсаторных блоков.

И с Ngt Из) ° ° ° ° И j i ° ° ° iN в каж дом ряду ДПК.

Кроме того, определяется количество последовательно соединенных конденсаторных блоков m и ряд И, к которому их необходимо подключить параллельно с целью получения максимального совпадения дискретного значения емкости ДПК с требуемой величиной емкости.

После этого производится коммутация элементов 4,5,6,7,8,9,12 и

13. При описании работы ДПК принято, что в исходном состоянии все коммутирующие элементы находятся в замкнутом состоянии °

Сначала размыкаются контакты элемента 4 или 5. Если размыкаются контакты элемента 5, то следующими размыкаются контакты элемента б, который расположен после первого блока 1.

Далее размыкаются контакты эле- . ментов 7, располОженного после второго блока 1, контакты элемента б, рас- положенного после третьего блока 1, и т.д. гока не будет разомкнут коммутирующий элемент б или 7, расположенный после m-ro конденсаторного блока 1.

Если последним был разомкнут элемент б, размыкается элемент 13, а если последним бып разомкнут элемент

7, то размыкается элемент 12..

В результате описанных коммутаций образуется цепь, состоящая из m последовательно соединенных конденсаторных блоков, подключенная парал-лельно (щ + 1 )-у конденсаторному блоку.

Затем размыкаются контакты элемента б, расположенного после {m +

N-,)-го блока 1, контакты элемента 7, расположенного после (m + И;+ И2)-го блока 1, контакты элемента 6, расположенного после (m + И„+ И + И3)-гo блока 1, и т.д. пока не будет разомкнут коммутирующий элемент, расположенный после (щ Ф И.,+ И + И +... +

N; +... + N„-го кондейсаторного бло"г ка 1.

Остальные (не требующиеся для работы ) конденсаторные блоки 1 в количестве (К - (m + И „+ И + И + ° ° ° +

+И;+... +,.И„ образуют неучаствующнй в работе (исключенный из рабьчей це1О27784 пи ) ряд N, замкнутый контактами элементов 8 и 9.

Работа ДПК поясняется схемами, изображенными на Фигуре 2, где показано два варианта Коммутации ДПК,состоящего из 18 конденсаторных блоков и имеющего в первом ряду 4 конденсаторных блока (Н: = 4), во втором ряду 3 (N = 3) и в третьем

5(N g= 5) .

Верхняя схема соответствует слу- 10 чаю, когда параллельно первому ряду подключено последовагельное соединение, состоящее из четырех конденсаторных блоков (m = 4). На нижней . схеме показано, каким образом из- 5 меняется схема ДПК при необходимости уменьшить количество конденсаторных блоков в последовательном соединении до трех (m > = 3).

Дискретное значение емкости ДПК 20 определяется выражением

К у ("дп +pes

N tnt n

30 где N „ — количество параллельно соединенных конденсаторных блоков в каждом ряду

ДПК, соответствукяцее ус35 ловию получения иинималь ной величины требуеиой емкости;

"K> — количество конденсаторных блоков в ДПК; (С „) " величина относительной разности двух соседних значений величины емкос- ти ДПК, требуемая для обеспечения заданной точности настройки.

45 Величина m определяет номер конденсаторного блока, выводы которого через дополнительные шины с коммутирующими элементами соединяются с выводами ДПК.

50.

Иинимально необходимое количест-, во конденсаторных блоков,,находя, щееся в последовательной цепи,. а „,„ 2; максимально допустимое

55 количество конденсаторных блоков а ней m х m "1:1 + 8т тМ

В ДПК с переменным йоследовательно-параллельным соединением для изменения величины его емкости в диапазоне от С, до C пт4п ФФХ

40 необходимо переодически сокращать количество конденсаторных блоков, включенцых в его рабочую цепь, от

:максимальной величины К до некоторой минимальной величины К„, „ 5 «Ятхлюченные.конденсаторные блоки С ..*W 1 1 1 . 1 1 К

+ — + — 4 + — +...+—

g+ — 2 З

1 N

Величина относительной разности двух соседних дискретных значений величины емкости в предлагаемом ДНК определяется выражением.где m - количество конденсаторных блоков в последовательной цепи, подключенной параллельно первому рядУ ДПК:

И - количество конденсаторных .1 блоков в первом ряду ДПК.

Относительная разность двух соседних дискретных значений величины емкости ДПК определяется начальным количеством конденсаторных блоков в последовательной цепи m и количест вом конденсаторных блоков в первом ряду Н..

Порядок расположения рядов в ДПК не оказывает влияния на величину емкости ДПК и другие его параметры (номинальный ток и номинальное напряжение ), поэтому ряды с различным количеством конденсаторных блоков можно поочередно переставлять на место первого ряда. Переста новка рядов осуществляется с по мощью коммутации элементов б и 7, от состояния которых -зависит коли» чество параллельно соединенных конденсаторных блоков в последовательно. соединенных рядах N., 0, Ny y ° ° N>p ° м

При изменении количества после» довательно соединенных конденсаторных блоков m на некбторую велйчину

Р с помощью коммутирующих:.элементов б и 7 производится последовательное смещение конденсаторных блоков во всех рядах ДПК на величину Р . При этом к каждому ряду с параллельно соединенными конденсаторными блоками N с одной стороны подключаются P конденсаторных блоков иэ соседнего ряда, а с другой от него отключаются Р конденсаторных блаков, которые, в свою очередь, подключаются к другому соседнему ряду. Таким образами, количество конденсаторных блоков s каждом Ряду N1 Ня

g; ..., М остается не-. изменным.

Сравнение показывает, что в предлагаемом ДПК величина д"Сдпк в щ раз меньше, чем в ДПК, выбранном в качестве протатипа, и поэтому точность установки требуемой величины емкости в нем будет более высокой. Точность установки требуемой величины емкости в ДПК не ниже 1/2 дС

Необходимое количество .конденсаторных блоков в последовательной электрической цепи может быть определено выражением

1027784 лф Ф <» 4- .

- о «ав- р

Составитель A. Салынский

Ф

Техред О.Неце Корректор А, Тяско

Редактор П. Лежнина

Заказ 5930 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открЫтий

113035, Москва, Ж-35, Раув1ская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 используются в ДПК для повышения точности установки тех величин емкостей, для которых использование всего количества К невозможно.

При выборе дополнительно устанавливаемых коммутирующих элемен- 5 тов необходимо учитывать, что они должны быть рассчитаны на напряжение U =m0, где 0 номинальное напряженйе кондейсаторного блока,н на максимальный рабочий ток ДПК. Я

Эффективность предлагаемого

ДПК заключается в том, что включение в схему двух дополнительных ком мутирующих элементов позволяет повысить точность установки требуемой величины емкости. Учитывая, что

ДПК является элементом выходного ре.зонансного контура .радиопередающего устройства, можно заключить, что использование предлагаемого ДПК позволит снизить.потери энергии при передаче ее от усилителя мощности в антенное устройство и уменьшить нелинейные искажения передаваемого сигнала.