Симметрирующее устройство
Симметрирующее устройство – это устройство в антенно-фидерном тракте приемной или передающей радиостанции, которое предназначено для согласования перехода от несимметричного фидера к симметричному (или симметричной антенне), либо от симметричного фидера к несимметричной антенне.
Симметрирующие устройство в основном используются диапазонах декаметровых и метровых волн. В диапазоне декаметровых волн симметрирующие устройства в основном изготавливаются из элементов, которые обладают сосредоточенными параметрами:
- Катушки индуктивности.
- Трансформаторы.
- Конденсаторы.
Вышеперечисленные элементы могут образовывать одну- или многозвенные электрические фильтры. В диапазоне метровых волн симметрирующие устройства производятся из элементов с распределенными параметрами и могут быть выполнены в виде U-колена, коаксиально-щелевого перехода, четвертьволнового станка и т.п. Перечисленные устройства функционирую в узкой частотной полосе. Чтобы расширить частотную полосу используются устройства с компенсацией рассогласования, состоящие из разомкнутых и короткозамкнутых шлейфов.
Полоса частот – это диапазон частот, который воспроизводится системой в определенных амплитудных пределах.
Простейшим симметрирующим устройством с сосредоточенными элементами является симметрирующий трансформатор. Данное устройство монтируется в стационарном исполнении. Выводы к нагрузке сети, как правило, размещают на нижней панели. Для намотки катушки применяются только медные провода. Между обмотками нет электрического соединения (гальваническая развязка). На входе в устройство монтируется электрический автомат, который обеспечивает защиту трансформатора от короткого замыкания, а также сверхнагрузок. первичные и вторичные обмотки в трехфазном трансформаторе соединяются звездой. В них включена вспомогательная обмотка, которая охватывает высоковольтную обмотку трансформатора. она спроектирована таким образом, чтобы была способна выдерживать длительный ток нагрузки при номинальном режиме работы на одной фазе. Если возникает уравнительный ток в нулевом проводнике из-за несимметричной нагрузки, то магнитные потоки в магнитопроводе компенсируются за счет потоков вспомогательной обмотки. Схема подключения обмоток для выравнивания изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема подключения обмоток для выравнивания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Расчет симметрирующего устройства
Полный расчет симметрирующего устройства состоит из:
- Расчета параметров симметрирующего устройства.
- Проектирования воздушного реактора.
- Проектирования батарей конденсатора.
Расчет параметров симметрирующего устройства начинается с определения полного электрического тока приемника:
$Iп = Рп / Uлcosфп,$
где, Рп - мощность; Uл - напряжение на индукторе; фп - коэффициент мощности.
Затем рассчитывается ток нагрузки симметрирующего устройства (активная составляющая электрического тока приемника):
$Iпа = Iп * cosф$
После определения активной составляющей электрического тока приемника можно рассчитать реактивную составляющую:
$Iпр = Iп * sinф$
Значение линейного тока симметрирующего устройства такое же, как ток нагрузки симметрирующего устройства, то есть:
$Iл = Iпа$
Величина тока конденсаторной батареи и реактора определяется по следующей формуле:
Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Iк - ток конденсатора; Ip - ток реактора.
Реактивные сопротивления реактора и конденсаторной батареи определяются следующим образом:
$Хк = Хр = U / Ip(k)$
Индуктивность реактора рассчитывается следующим образом:
$Lp = Xp / 2пf$
А емкость конденсаторной батареи симметрирующего устройства:
$Ск = 1 / 2пfXk$
Полное сопротивление компенсирующих конденсаторов можно рассчитать по формуле:
$Хку = Uл / Iпр$
А емкость конденсатора компенсирующего устройства:
$Ску = 1 / 2пfХку$
Задача проектирования воздушного реактора заключается в определении геометрических размеров и обмоточных данных соленоида (длина, диаметр и число витков), выборе провода, расчете толщины изоляции и подборе материала для нее. Выбор провода производится по допустимой плотности электрического тока и его заданной величине. Для определения геометрических размеров соленоида и числа витков необходимо их связать с индуктивностью:
$B = u0*(w/L)*I,$
где, w - число витков; L - длина соленоида; I - электрический ток; u0 - магнитная проницаемость воздуха.
Далее из этого выражения путем решения различных алгебраических уравнений и получают искомые величины.
Проектирование батарей конденсатора состоит из двух основных расчетов: выбор конденсатора и расчет зарядного сопротивления. Выбор конденсатора состоит в расчете необходимого количества конденсаторов для батарей симметрирующего и компенсирующего устройств по следующей формуле:
$n = C / Ce$,
где, С - суммарная емкость конденсаторов; Се - емкость одного конденсатора.
Разрядное сопротивление может быть рассчитано по следующей формуле:
Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, t - время разряда силового конденсатора; Uн - номинальное напряжение разряда; Uр - максимальное допустимое напряжение разряда.
