Повышенным давлением

К первому направлению можно отнести, например, совершенствование электромагнитных реле с подвижным якорем и открытыми контактами, которые обладают существенными недостатками: имеют большие массу и габариты, сравнительно большой ток управления и, самое главное, недостаточную надежность. От этих недостатков в значительной степени свободны электромагнитные реле особой конструкции — герконы и ферриды, представляющие собой герметизированные контакты с ферромагнитными пружинами. Герконы и ферриды обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям, повышенным быстродействием, высоким значением отношения сопротивления разомкнутой цепи к замкнутой, достигающей 101в (у полупроводниковых устройств оно обычно не" превышает Ю6). Они имеют простую конструкцию, не нуждаются в регулировке, способны работать практически в любой атмосфере и др. Их с успехом применяют, например, в устройствах^, преобразующих аналоговый входной сигнал в дискретный выходной с многоступенчатой релейной характеристикой, и для решения ряда других задач.

ми контактами. Полевые транзисторы называются униполярными, так как в переносе тока у них участвуют только неосновные носители, в то время как обычные транзисторы называются биполярными, так как в переносе тока у них участвуют два типа носителей: основные и неосновные. Из-за отсутствия инжекции неосновных носителей и инерционного процесса их накопления униполярные транзисторы обладают повышенным быстродействием по сравнению с биполярными и низким уровнем шумов.

Поступательное развитие микроэлектроники по пути увеличения степени интеграции микросхем и совершенствования технологии их изготовления привело к появлению микропроцессоров с повышенными быстродействием и разрядностью, например 16-разрядных центральных процессоров серий К588, К1801 и К1810. Основным достоинством серии К.588, выполненной по КМОП-тех-нологии, является минимальное потребление энергии. Серия 1801, выполненная по л-МОП-технологии, характеризуется высокой степенью интеграции в сочетании с повышенным быстродействием. Отличные качества обеспечили достаточно широкое распространение этих серий, особенно в составе законченных микроЭВМ с системой команд, принятой в микроЭВМ типа «Электроника-60». Микропроцессорный комплект серии К1810, выполненный по усовершенствованной //-МОП-технологии, отличается широкой номенклатурой БИС и высоким быстродействием. Этот комплект приобрел большую популярность и на его основе выпускаются разнообразные вычислительные средства от встраиваемых контроллеров до персональных компьютеров [6, 10, 11]. Микропроцессор серии К.1810 является развитием МП серии К580, который достаточно подробно описан в учебной литерату-

Примером таких схем могут служить сумматоры, которые по сравнению со схемами на транзисторах р-типа содержат меньшее число транзисторов и характеризуются меньшей потребляемой мощностью и повышенным быстродействием. Логические схемы с нагрузочным транзистором являются наиболее перспективными при разработке статических ИМС.

экономичностью: мощность потребляется только во время переключения и возрастает с частотой переключения. Заряд и разряд емкости Сн в таком ключе происходит через сопротивления каналов транзисторов, находящихся в открытом состоянии. Следовательно, ключ обладает повышенным быстродействием.

Необходимость в ОУ обладающих одновременно высоким входным сопротивлением, большим коэффициентом усиления напряжения и повышенным быстродействием, привела к разработке ОУ третьего поколения. Особенность этих ОУ заключается в применении БТ со сверхбольшими значениями коэффициента

Исторически первыми стали широко использоваться логические элементы на основе /ьканальных транзисторов с индуцированными каналами, имеющие простую технологию изготовления ( 20.3, а). Затем были разработаны и-канальные логические элементы, обладающие повышенным быстродействием.

Реализация АЦП и ЦАП в виде БИС позволяет добиться приемлемых экономических и надежностных показателей, малых значений объемно-весовых показателей. Интегральные АЦП и ЦАП обладают повышенным быстродействием и точностью за

Как уже указывались, при реалиг с повышенным быстродействием широко однократного считывания -ляк nenocpe.i сравнения входной величины с набором кода в код нужной потребите/no струн" напряжения с N пороговыми _,ровнями ет:я 'непосредственное кодирование <;и промежуточные кодовые комбинации .«

Описываются новые структуры биполярных (гл. 3) и полевых (гл. 4, 5) транзисторов (в том числе арсенид-галлиевых), а также трехмерные структуры элементов (гл. 4, 9), эффекты короткого канала в МДП-транзисторах (гл. 4), структуры элементов БИС с инжекцион-ным питанием, отличающиеся повышенным быстродействием (гл. 7), логические элементы на арсенид-галлиевых полевых транзисторах (гл. 8), новые структуры элементов памяти для оперативных и электрически стираемых постоянных запоминающих устройств (гл. 9), аку-стоэлектронные компоненты и принципы построения элементов памяти на вертикальных блоховских линиях (гл. 13).

В последнее десятилетие в ограниченных масштабах начато применение арсенида галлия, отличающегося большей подвижностью электронов. На его основе создают микросхемы с повышенным быстродействием или более высокими рабочими частотами (диапазон СВЧ). Однако арсенид галлия очень дорогой материал, а технология арсенид-гат-лиевых микросхем сложнее, чем кремниевых.

Образование пара в потоке сопровождается затратой тепла, отбираемого от жидкости, расположенной вблизи паровых пузырьков и каверн. В результате этого температура жидкости в этих областях несколько понижается, давление становится ниже первоначального давления насыщенных паров и вскипание жидкости происходит с запаздыванием при достижении определенной степени ее перегрева. Процесс конденсации пара в области потока с повышенным давлением порисходит также с некоторым запаздыванием при достижении определенной степени его переохлаждения. Это обстоятельство способствует тому, что конденсация пара в пузырьках совершается с большой скоростью, а частицы жидкости, двужущиеся к центру пузырька, также достигают большой скорости. В районе исчезновения пузырька происходит сильный гидравлический удар, в результате которого мгновенное местное давление может достигать нескольких десятков мегапаскалей. Если жидкость содержит растворенный газ, то в пузырьках и кавернах вместе с паром присутствует и выделившийся газ. Быстрое сжатие газа в области исчезновения пузырька не дает ему полностью раствориться в жидкости вновь и приводит к повышению его температуры в конце сжатия.

На 7.23 изображен гидродинамический осевой подшипник Митчела. Пята представляет собой диск 3, изготовленный из стали 40Х, нижний торец которого является рабочей поверхностью. Пята установлена на вал 6 на шпонке и крепится в осевом направлении двумя закладными полукольцами 5. Пята вместе с валом опирается на подпятник, состоящий из семи колодок 8, изготовленных из углеродистой стали с заливкой баббитом Б-83. Колодки, самоустанавливающиеся на опорных винтах 9, выверяются по высоте при помощи контрольной плиты. Пята и подпятник заключены в масляную ванну с повышенным давлением, которое поддерживается за счет щелевого уплотнения В (зазор 0,5— 1 мм) между верхним торцом пяты и кольца 4. Масло поступает в

Нефтяные электроизоляционные масла. Трансформаторное масло, которым заливают силовые трансформаторы, из всех жидких электроизоляционных материалов находит наибольшее применение в электротехнике. Его назначение двояко: во-первых, масло, заполняя поры в волокнистой изоляции, а также промежутки между проводами обмоток и между обмотками и баком трансформатора, значительно повышает электрическую прочность изоляции; во-вторых, оно улучшает отвод теплоты, выделяемой за счет потерь в обмотках и сердечнике трансформатора. Лишь некоторые силовые и измерительные трансформаторы выполняются без заливки маслом («сухие» трансформаторы). Еще одна важная область применения трансформаторного масла - масляные выключатели высокого напряжения. В этих аппаратах разрыв электрической дуги между расходящимися контактами выключателя происходит в масле или в находящихся под повышенным давлением газах, выделяемых маслом под действием высокой температуры дуги; это способствует охлаждению канала дуги и быстрому ее гашению. Трансформаторное масло применяется также для заливки маслонаполненных вводов, некоторых типов реакторов, реостатов и других электрических аппаратов.

Характерными свойствами фторорганических жидкостей являются малая вязкость, низкое поверхностное натяжение (что благоприятствует пропитке пористой изоляции), высокий температурный коэффициент объемного расширения (значительно больший, чем у других электроизоляционных жидкостей), сравнительно высокая летучесть. Последнее обстоятельство требует герметизации аппаратов, заливаемых фторорганическими жидкостями. Фторорганические жидкости способны обеспечивать значительно более интенсивный отвод теплоты потерь от охлаждаемых ими обмоток и магнитопроводов, чем нефтяные масла или кремнийорганические жидкости. Существуют специальные конструкции малогабаритных электротехнических устройств с заливкой фторорганическими жидкостями, в которых для улучшения отвода теплоты используется испарение жидкости с последующей конденсацией ее в охладителе и возвратом в устройство (кипящая изоляция); при этом теплота испарения отнимает от охлаждаемых обмоток, а наличие в пространстве над жидкостью фторорганических паров, в особенности под повышенным давлением, значительно увеличивает электрическую прочность газовой среды в аппарате.

Повышение мощности машины связано с увеличением ее диаметра и длины. При современном состоянии металлургии генераторы мощностью 100 тыс. кет с обычным поверхностным охлаждением воздухом при скорости вращения 3000 об/мин имеют предельные габариты по условию механической прочности. Дальнейшее повышение мощности машины при сохранении габаритов возможно лишь за счет увеличения электромагнитных нагрузок, что в свою очередь осуществимо путем форсированного охлаждения обмоток ротора и статора. Использование водорода с повышенным давлением вместо охлаждающего воздуха для крупных быстроходных синхронных машин позволяет значительно увеличить их мощность, поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к форсированному охлаждению крупных электрических машин. Для большей эффективности применяют непосредственное охлаждение, при котором проводники обмоток находятся в соприкосновении с охлаждающим агентом — водородом или водой. Это позволяет повысить мощность единичного генератора до 800 тыс. кет и более.

Из-за высокой температуры дуги масло частично испаряется и разлагается; при этом пары масла и продукты его разложения образуют вокруг контактов аппарата газовый пузырь. Этот пузырь, расширяясь, оказывает давление на масло, которое поднимается, вытесняя воздух из пространства между поверхностью масла и крышкой бака; вследствие этого в баке аппарата должно быть предусмотрено свободное пространство над уровнем масла во избежание взрыва при возникновении устойчивой электрической дуги. Кроме наличия в составе масла большого количества водорода, гашению дуги способствует также повышение электрической прочности среды между контактами в связи с повышенным .давлением внутри газового пузыря: высокое давление создается выделяемой дугой тепловой энергией, нагревающей все больший объем масла.

Ввиду высокой температуры дуги эти газообразные продукты разложения находятся в дугогасительной камере под повышенным давлением и начинают перемещаться через узкую щель из газогенерирующего вещества между контактами в поперечном к оси дуги направлении. При этом выделяющиеся газы ускоряют перемещение дуги, которая гаснет при прохождении тока через нулевое значение. +

По конструкции индукционные печи и нагревательные установки могут выполняться открытыми, т. е. работающими при атмосферном давлении воздуха, и герметически закрытыми, Т. е. работающими или с разрежением воздуха внутри плавильного пространства, или с повышенным давлением при заполнении раООЧСГО Пространства Н6Й-тральным газом (азотом, аргоном, водородом). Закрытые установки могут быть выполнены как вакуумно-компрессионные.

Движение дуги в дугогасительных камерах связано с воздействием на эти процессы также ряда других факторов. В дугогаси-тельной решетке, например, дугу втягивают на стальные пластины электромагнитные силы. При подходе дуги к металлическим пластинам в них наводятся вихревые токи, противодействующие ее вхождению на пластины. Движение дуги в дугогасительных устройствах сопряжено с повышенным давлением в них, которое препятствует вхождению дуги в узкощелевые камеры и на пластины дугогасительной решетки.

Возникающая при этом в дуге разность давлений обусловливает выброс потоков плазмы, исходящих из мест наибольшего сужения — оснований дуги. Кроме стягивающего эффекта, вызываемого электромагнитными усилиями, определенную роль в образовании потоков плазмы играют тепловые процессы в приэлектродных основаниях дуги. Сужение оснований дуги приводит к увеличению плотности тока в них, а следовательно, и к увеличению температуры, вследствие чего сгустки плазмы с более высокой температурой устремляются в область с меньшей температурой и более низким давлением. Кроме того, повышение температуры в основаниях дуги сопровождается более интенсивным испарением материала контактов и образованием за счет этого областей с повышенным давлением. Совокупность этих явлений и обусловливает образование и выброс потоков плазмы, оказывающих существенное влияние на процесс дугогашения и эрозию контактов [61. Для возникновения потоков плазмы должны соблюдаться определенные условия. Значение граничного тока, при котором возникают плазменные потоки, зависит от свойств контактного материала и дуго-

цевому пояску прилегания расплавленного металла, если охлаждение становится недостаточным. Поэтому в электронных печах надо обеспечивать большие запасы в системе охлаждения кристаллизаторов и чаще приходится применять прокачку воды в полостях охлаждения кристаллизаторов под повышенным, давлением, для чего устанавливаются специальные насосы.