Опасность самовозбуждения

Двигатель ротора экскаватора во время разработки траншей работает в условиях резко переменной нагрузки, нередко значительно превышающей номинальную. В отдельных случаях нагрузка может быть настолько велика, что возникает опасность разрушения отдельных звеньев механической передачи. Поэтому момент, развиваемый ротором электропривода, должен быть в допустимых пределах. Ограничение момента достигается получением специальной механической характеристики двигателя. Форма этой характеристики должна быть такой, чтобы при рабочих нагрузках обеспечивалась высокая производительность механизма с последующим ограничением момента. Такая характеристика называется «экскаваторной». Для получения «экскаваторной» характеристики обычно применяют электропривод постоянного тока по системе трехобмоточный генератор — двигатель или генератор—двигатель с управляемым возбудителем генератора. В траншейных экскаваторах для облегчения условий работы в кинематической цепи имеется муфта предельного момента, которая, проскальзывая, сглаживает удары в механических передачах, защищая их от разрушений.

Сравнительно большое время деионизации и опасность разрушения катода при бомбардировке его положительными ионами ограничивают применение обычных тиратронов в импульсных схемах, особенно при частоте следования импульсов свыше нескольких тысяч импульсов в секунду.

Осуществление считывания сердечников полным током (не используя принцип совпадения) позволяет применить в накопителе 2Д при считывании форсированные режимы, т. е. перемагничивать сердечники выбранной ячейки импульсами тока большой амплитуды, создающими напряженность поля, превышающую поле финиша Яф. Так как ток считывания не проходит по шинам невыбранных ячеек, то, несмотря на его большую величину, отсутствует опасность разрушения информации в невыбранных ячейках и не возникает

Условия службы: Опасность разрушения, повторяемость максимальных напряжений . kr, 1,0 ____ 1,25

Распределение напряжения в момент, следующий за начальным, дает линия 4 на 16-6, а. Следует обратить внимание на то, что теперь наибольшее напряжение Л С/ приходится на последний заземленный виток, т. е. опасность разрушения изоляции существует не только для первых (входных) витков обмотки, но и для последних. В дальнейшем колебания будут происходить в пределах, ограниченных линиями 3 и 4, постепенно затухая под действием активного сопротивления. В целом процесс напоминает вибрацию струны, закрепленной на концах.

Совершенно новые задачи возникают в датчиках с р—п-перехо-дом. С одной стороны, известные методы полупроводниковой технологии имеют ограниченные возможности для реализации гетеро-структур (например, для выращивания необходимого силовводящего элемента непосредственно на упругочувствительном); с другой стороны, для подобных конструкций существует опасность разрушения от неосторожного обращения. Поэтому применяются свободно насаженные силовводящие наконечники с определенным радиусом кривизны из молибдена, сапфира или карбида бора, положение которых, затем фиксируется предварительным натягом. Технология и свойства материалов жестко ограничивают достижимые номинальные силы пределом 10 мН (1 гс).

земли, вследствие чего большая часть тока течет по земле как по проводнику, присоединенному параллельно к рельсам. Если вблизи от железной дороги (на расстоянии даже в несколько километров) в земле уложены металлические трубопроводы или кабели с металлической оболочкой, то токи протекают и по ним и приводят к вредным последствиям. На дорогах постоянного тока ответвление токов в подземные сооружения может привести к их разрушению, а кроме того, создает на них опасные потенциалы. Особая опасность разрушения от электролитической коррозии грозит транспоршым сооружениям (фундаментам опор, арматуре железобетонных опор, искусственных сооружений и пр.). Поэтому для участков постоянного тока защита от электрокоррозии является одной из важных задач.

Газовыделение в зазоры повышает внутреннее давление и создает опасность разрушения оболочки. Обычно при изготовлении твэлов зазоры заполняют гелием, имеющим лучший коэффициент теплопроводности по сравнению с воздухом и аргоном. При газовыделении в зазоры ухудшается теплопередача между топливом и оболочкой, что приводит к повышению температуры сердечника. При облучении снижается и без трга низкая теплопроводность двуокиси урана.: Малая теплопроводность и обусловленные ею высокие термические напряжения вследствие большого градиента температуры вызывают растрескивание сердечника, причем трещины распространяются обыч"-но в радиальном направлении. Облучение сопровождается изменением структуры спеченной двуокиси вследствие рекристаллизации и образованием столбчатых кристаллов, охватывающих до 70% всей площади поперечного сечения сердечника. Отклонение состава двуокиси урана от стехиометричного интенсифицирует также рост зерна. В центре цилиндрических таблеток или стержней, т. е. в зоне наивысшей температуры при облуче-.нии, образуется полость. При возрастании температуры в центре сердечника твэла до температуры плавления образование полости облегчается. При облучении свободно засыпанной или уплотненной, но неспеченной, двуокиси урана происходит интенсивное спекание частиц при температуре л; 900° С.

Механизм подъема работает в условиях резко переменной нагрузки, часто превышающей номинальную. В отдельных случаях при копании нагрузка может быть настолько велика, что возникает опасность разрушения звеньев кинематической цепи. Поэтому к электроприводу

Монреальский протокол 1987 года рассматривал только опасность разрушения озонового слоя Земли и не принимал во внимание глобальное потепление климата планеты вследствие увеличения концентрации в атмосфере парниковых газов («парниковый эффект»). Между тем, эти два фактора тесно связаны. Под действием ультрафиолетовых лучей (UV-B) через озоновые дыры происходит уничтожение наиболее значимых поглотителей парниковых газов на Земле -фитопланктона в океанах и лесов. Из-за ускоренного под действием UV-B разложения органических веществ увеличивается также образование метана, способствующего глобальному потеплению.

Опасность самовозбуждения усилителя заставляет проводить специальные исследования его устойчивости. Одним из удобных и распространенных в настоящее время критериев устойчивости является критерий Найквиста, согласно которому об устойчивости системы с обратной связью судят по виду частотно-фазовой характеристики петлевого усиления. Например, если частотно-фазовая характеристика петлевого усиления имеет вид, показанный на 10.4, а, где она охватывает точку М, то в таком усилителе будет самовозбуждение. Это следует из того, что на частотно-фазовой характеристике нулевому фазовому сдвигу между входным и выход-ньщ напряжениями соответствует ось абсцисс, а в рассматриваемом случае при нулевом фазовом сдвиге (при положительной обратной связи) петлевое усиление будет больше единицы. Если частотно-фазовая характеристика «не охватывает» точку М ( 10.4,6), то в таком усилителе при положительной обратной связи будет недостаточное петлевое усиление и самовозбуждения не произойдет. На 10.4 изображены частотно-фазовые характеристики, которые находятся из соответствующих характеристик K = f(F) и y=:=f(F) посредством исключения частоты F из этих функций.

С изобретением электронной лампы по мере увеличения коэффициента усиления каскадов возрастала роль экранирования. Опасность самовозбуждения привела к необходимости экранировать не только катушки индуктивности. Поэтому в конце 20-х годов вместо деревянного появилось металлическое основание (шасси), что улучшило экранирование. В начале 30-х годов электронные усилители начали применять в телефонии, где уже существовали проверенные длительной практикой традиции конструирования аппаратуры в виде стойки — вертикальной рамы с расположенными друг над другом блоками. Такая конструкция была первым носителем прогрессивной идеи расчленения сложной аппаратуры на простые составные части (узлы)—идеи, сохранившей значение до сих пор. Сформировалась иерархическая структура конструкции.

Опасность самовозбуждения часто подстерегает разработчиков электронных устройств даже при правильно вы-брашшх цепях коррекции. Самовозбуждение может возникнуть за счет паразитных ОС, т. е. таких, которые не предусматриваются разработчиком. Эти связи могут возникнуть кз-зп наличия паразитных реактивных элементов в схеме, за счет применения недостаточно стабилизированного источника питания и т. п. Только создание систем автоматизированного проектирования (САПР) электронных устройств позволяет учесть множество основных и паразитных параметров элементов электронных узлов и надежно обеспечить при проектировании исключение самовозбуждения. В § 2.15 и в гл. 3 мы познакомимся с устройствами с ПОС, в которых самовозбуждение не является нежелательным, а, напротив, используется при создании многих важных электронных узлов.

На основе изложенного нетрудно прийти к ошибочному выводу, что подобное сочетание транзисторов в усилительном каскаде не может представлять практического интереса. Однако если в этот каскад со входом 2 добавить всего один резистор У?д в коллекторную цепь транзистора VT1 и снимать с него выходное напряжение ( 4.43), то получится усилительный каскад с особыми параметрами. В этом каскаде, получившем оригинальное название каскад, сведена до минимума внутренняя связь между выходной и входной цепями каскада и практически устранена опасность самовозбуждения.

Следовательно, в каскодных усилителях эффект Миллера не проявляется, так как напряжение на выходе кас-кода хотя и вызывает ток через зарядные емкости, но он замыкается на землю через источник напряжения смещения и не попадает в выходные цепи транзисторов VT2. Таким образом, опасность самовозбуждения каскодных усилителей устраняется полностью. И, как следствие, каскодные усилители имеют неоспоримое преимущество перед остальными усилительными каскадами, особенно в области верхних частот.

Если двухкаскадный ОУ охватить отрицательной ОС, то на частоте единичного усиления, когда фазовый сдвиг будет равен —180°, может возникнуть положительная ОС, которая приведет к самовозбуждению ОУ. В трех-каскадном ОУ самовозбуждение может наступить на частоте, меньшей частоты единичного усиления, так как предельный фазовый сдвиг этого ОУ —270 °. В связи с этим в трехкаскадных ОУ имеется большая опасность самовозбуждения, чем в двухкаскадных, и требуется частотная коррекция АЧХ. Поэтому среди интегральных ОУ в основном получили распространение двухкаскад-ные. Оконечный каскад ОУ, который выполняется в виде двухтактного эмиттерного повторителя и не усиливает напряжение, не принимается за усилительный каскад [7].

При увеличении чцсла каскадов, охваченных обратной связью, опасность самовозбуждения усилителя возрастает. Один резистив-ный каскад с частотно-независимой отрицательной обратной связью устойчив при любой величине Теоретически устойчив при любом Р/С и двухкаскадный усилитель с частотно-независимой обратной связью. Не рекомендуется охватывать общей отрицательной обратной связью более трех каскадов. В многокаскадных усилителях, содержащих более трех каскадов, рекомендуется применять многопетлевую обратную связь, при которой усилитель разбивается на отдельные каскады или группы каскадов, охваченных местной обратной связью. При построении усилителей с отрицательной обратной связью наилучшей схемой межкаскадной связи яв-

При больших значениях ксум существует опасность самовозбуждения. Для исключения самовозбуждения в контур регулирования вводится стабилизирующая схема St ( З.ПЭ.а^чувствительная к частоте [55]. С помощью таких схем можно достичь оптимального демпфирования колебательной системы, образованной из податливости, получаемой электрически, и присоединенных масс. Это особенно важно, так как в режиме взвешивания (сила создается только массой) с обычно большими номинальными значениями измерительного хода (порядка 1 мм) получаются очень низкие собственные частоты ( 2.17).

Продольная размагничивающая н. с. тока /2 практически полностью компенсируется с помощью компенсационной обмотки КО, чтобы снизить мощность управления и увеличить коэффициент усиления. Если действие КО является слишком сильным, то возникает опасность самовозбуждения ЭМУ как генератора последовательного, возбуждения, в результате чего нормальная работа ЭМУ нарушается. Обычно КО выполняется с некоторым запасом (перекомпенсация), и регулирование (ослабление) ее действия производится с помощью шунтирующего сопротивления Rm ( 11-11). '

В тетродах с экранирующей сеткой управляющая сетка расположена около катода, а экранирующая — между управляющей сеткой и анодом и имеет положительное напряжение. Ток катода в этом случае распределяется между экранирующей сеткой и анодом. Основным преимуществом такого тетрода является снижение емкости между анодом и управляющей сеткой. Экранирующая сетка снижает эту емкость до долей пикофарады и уменьшает проницаемость анода. В результате увеличивается коэффициент усиления и снижается опасность самовозбуждения усилителя.

Продольная размагничивающая и. с. тока /г практически полностью компенсируется с помощью компенсационной обмотки КО, чтобы снизить мощность управления и увеличить коэффициент усиления. Если действие КО является слишком сильным, то возникает опасность самовозбуждения ЭМУ как генератора последовательного возбуждения, в результате чего нормальная работа ЭМУ нарушается. Обычно КО выполняется с некоторым запасом (перекомпенсация), и регулирование (ослабление) ее действия производится с помощью шунтирующего сопротивления Ra] ( 11-11).

Опасность самовозбуждения часто подстерегает разработчиков электронных устройств даже при правильно выбранных цепях коррекции. Самовозбуждение может возникнуть за счет паразитных ОС, т. е. таких, которые не предусматриваются разработчиком. Эти связи могут возникнуть из-за наличия паразитных реактивных элементов в схеме, за счет применения недостаточно стабилизированного источника питания и т. п. Только создание систем автоматизированного проектирования (САПР) электронных устройств позволяет учесть множество основных и паразитных параметров элементов электронных узлов и надежно обеспечить при проектировании исключение самовозбуждения. В § 2.15 и в гл. 3 мы познакомимся с устройствами с ПОС, в которых самовозбуждение не является нежелательным, а, напротив, используется при создании многих важных электронных узлов.