Характеристики лампового генератора

Независимо от режима работы лампового генератора анодный ток его является несинусоидальным. Он содержит постоянную составляющую и переменные составляющие с частотами ω, 2ω, 3ω и т.д.

Если принять, что ω ≈ ω₀, то анодный ток i_a можно представить следующим аналитическим выражением

,

где – амплитуда первой гармоники; и т.д. – амплитуды высших гармоник; ω₀ – угловая резонансная частота.

Основной переменной составляющей является составляющая с частотой ω₀ (первая гармоника). Как показано в [1], если амплитуда первой гармоники составляет 40 – 50 % от максимального значения анодного тока , то гармоника с частотой 2ω₀ имеет амплитуду менее 10 % от .

Обычно при анализе процессов в ламповом генераторе высшими гармониками пренебрегают.

Главными показателями, характеризующими работу генератора, являются колебательная (полезная), выделяемая в колебательном контуре, мощность и коэффициент полезного действия.

Так как мы считаем, что напряжение на нагрузке генератора (на его колебательной системе) – гармоническое и изменяется по закону , то колебательная мощность

,

где R_э – эквивалентное сопротивление колебательного контура.

Подводимая в анодную цепь лампы мощность берется из источника анодного питания (выпрямителя) с напряжением U_d. Эта мощность .

Разность мощностей и – есть мощность, которая выделяется на аноде в виде теплоты и называется мощностью рассеяния на аноде .

Эту теплоту, чтобы не разрушалась лампа, необходимо отвести либо воздухом, либо водой. По способу охлаждения анода лампы делятся на лампы с водяным охлаждением, в которых анод представляет медный цилиндр, охлаждаемый водой; с воздушным охлаждением анода, когда к медному цилиндру анода привариваются радиаторные листы и, наконец, с естественным охлаждением, когда анод выполняется из тугоплавких материалов и помещается внутрь стеклянного баллона; потери при этом отводятся радиационным способом.

КПД генератора определяется выражением

или ,

где – коэффициент формы анодного тока; – коэффициент использования анодного напряжения источника питания.

Графики зависимостей мощностей , , , которые представлены в относительных единицах по отношению к граничному режиму и КПД генератора от эквивалентного сопротивления колебательного контура показаны на рис.44.13. Графики построены для генератора с независимым возбуждением.

Рис.44.13. Нагрузочные характеристики генератора