Механические выпрямители

Механические резонаторы имеют очень высокую добротность, доходящую до нескольких тысяч, и небольшие габариты. Для сравнения на 7.17 приведены частотные характеристики электрических колебательных контуров и электромеханических фильтров. Чтобы использовать механический резонанс для селекции электрических колебаний, необходимо сначала преобразовать электрические колебания в механические, возбудить ими механический резонатор, а затем отфильтрованные механические колебания преобразовать в электрические. Структурная схема ЭМФ представлена на 7.18, а.

Большинство применяемых фильтров имеют цепочечные механические резонаторы, состоящие из отдельных резонаторов, соединенных между собой связками ( 7.19). Резонаторы могут иметь форму пластин, дисков, стержней и т. д. В них возбуждаются колебания разных. видов, например продольные или крутильные. Конфигурация элементов колебательной системы, размеры, материал, а также вид возбуждаемых колебаний определяют параметры электромеханического фильтра, в том числе среднюю

В радиосвязи используются еще более высокие частоты (десятки и сотни мегагерц) и для построения избирательных фильтров нужны резонаторы с добротностью в тысячи и десятки тысяч единиц. Такие значения добротности никогда не обеспечивают :я в LC-резонаторах (их добротность не превышает сотен единиц), поэтому в фильтрах применяют высокодобротные механические резонаторы, пьезоэлектрические, магнитострикционные и электромеханические.

Глава шестая ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ

Пьезоэлектрические и механические резонаторы не могут быть непосредственно использованы для конструкций диапазонных колебательных систем и не позволяют производить перестройку даже в небольших пределах (5—10%). Подстройку пьезоэлектрических и механических резонаторов на заданную частоту производят только в специальных заводс^шх или лабораторных условиях в процессе их изготовления. Резонаторы этого типа имеют ограниченную область используемых частот. Механические резонаторы трудно изготовить на частоту выше 3—5 МГц.

Как и всякие другие колебательные системы с высокой добротностью, пьезоэлектрические и механические резонаторы весьма чувствительны к вносимым затуханиям. Поэтому способы крепления резонатора должны предусматривать минимальное затухание, вносимое ими в резонатор, что достигается креплением резонатора в^ местах, где колебания имеют узловые точки. Однако точно расположить элемент крепления в такой точке не всегдча удается. По-

Резонаторы разделяют на две группы: пьезоэлектрические и механические.

По диапазону частот резонаторы подразделяют на низкочастотные (от нескольких герц до сотен килогерц) и высокочастотные (от сотен килогерц до десятков мегагерц). Необходимость разделения на диапазоны частот вызвана тем, что каждая группа резонаторов обладает специфическими особенностями. Например, в устройствах для частот в несколько единиц и сотен герц, как правило, используют резонаторы, работающие на изгибных колебаниях. В высокочастотных электромеханических устройствах чаще всего применяются резонаторы с изгибньгми колебаниями (механические резонаторы) и колебаниями сдвига по толщине (пьезоэлектрические резонаторы).

§ 6.5. Механические резонаторы

Получить устройство, выполняющее роль частотного фильтра, можно, например, созданием электрической цепи с такими элементами, как LC-контур, пьезоэлектрические и механические резонаторы. Возможны варианты фильтров с комбинированным использованием различных механических и пьезоэлектрических резонаторов.

В электромеханических фильтрах (ЭМФ) в качестве колебательной системы используются- механические резонаторы, выполненные, например, из металлических сплавов, обладающих требуемыми упругими свойствами. Необходимой частью любого ЭМФ, состоящего из последовательного ряда механических резонаторов, являются электромеханические преобразователи. На входе фильтра один из них должен преобразовывать электрические колебания в механические, которые возбуждают (или не возбуждают) входной механический преобразователь, другой на выходе выполняет обратное преобразование механических колебаний в электрические.

Находят также применение генераторы с самовозбуждением через полупроводниковые или механические выпрямители.

Указанные виды анодно-механической обработки требуют источников питания постоянного тока с напряжением от 2 до 16 В, и лишь для черновой анодно-механической обработки используют напряжение до 36 В. В качестве источников питания ранее использовались механические выпрямители и низковольтные машинные генераторы постоянного тока. В последнее время получили распространение полупроводниковые выпрямители.

Закон изменения во времени параметра элемента может быть различным. Кроме близкого к синусоидальному ( П-1), параметр часто изменяется периодически скачкообразно. Последнее имеет место в цепях с различного рода переключателями: реле (механические выпрямители), ламповыми и транзисторными каскадами в так называемом ключевом режиме. Во всех случаях элементы с переменными параметрами, как и нелинейные элементы, являются генераторами высших гармоник.

В практике магнитных измерений часто применяются механические выпрямители. На повышенных частотах пользуются электронными выпрямителями.

Механические выпрямители. Они имеют различные конструктивные устройства, но принцип их действия заключается во вращении токосъемников, скользящих по неподвижным контактам, к которым подводится переменный ток. Токосъемники вращаются синхронно с частотой переменного тока и снимают ток постоянной полярности.

Механические выпрямители ( 86) на высокие напряжения (до 150 кВ) и малые токи (до 0,2 А) применяют, например, в электрофильтрах для очистки газов. Крестовина с подвижными контактными сегментами С1, С2, СЗ и С4 укреплена на валу 3 синхронного двигателя. Каждая пара сегментов С1—С4 и С2— СЗ имеет электрическое соединение. Напряжение от трансформатора Тр подво-

Выпрямление тока в постоянный осуществляется при помощи механических или полупроводниковых выпрямителей. Механические выпрямители достаточно надежны, однако имеют ряд существенных недостатков, которые ограничили их применение в настоящее время. Более современными являются полупроводниковые выпрямители. Они имеют более высокий к. п. д. и срок службы, меньшие габариты и более стойки к механическим воздействиям. Для агрегатов питания используют селеновые и кремниевые выпрямители.

Для устранения вреднего ЕЛИЯНИЯ высокочастотных магнитных полей на обслуживающий персонал механические выпрямители электрофильтров должны иметь экранирующее заземленное ограждение, двери которого сблокированы с отключающим устройством электрофильтра. Сетчатое ограждение не требуется при установке механического выпрямителя в закрытом металлическом шкафу.

В настоящее время электроснабжение промышленных предприятий ведется на переменном трехфазном токе. Для питания групп приемников постоянного тока сооружаются преобразовательные подстанции, на которых устанавливаются преобразовательные агрегаты: полупроводниковые выпрямители, ртутные выпрямители, двигатели-генераторы и механические выпрямители.

В настоящее время электроснабжение промышленных предприятий ведется на переменном трехфазном токе. Для питания групп приемников постоянного тока сооружаются преобразовательные подстанции, на которых устанавливаются преобразовательные агрегаты: полупроводниковые выпрямители, ртутные выпрямители, двигатель-генераторы и механические выпрямители.

системы с управляемым выпрямителем. Управляемый выпрямитель может быть механическим и электронным. В практике магнитных измерений часто применяются механические выпрямители, недостатком которых является лишь ограниченный частотный диапазон. На повышенных частотах пользуются электронными схемами.