Температуры переходов

В соответствии с этим изменение температуры перегрева т в зависимости от начальной тнач и конечной туст температур выражается уравнением

23.6. Изменение температуры перегрева двигателя притнач = 0 и

В этом случае уравнение температуры перегрева имеет вид

Тепло, выделяющееся в двигателе в бесконечно малый промежуток времени dt, расходуется на повышение температуры перегрева т двигателя на dr и на теплоотдачу в окружающую среду. Этот процесс выражается дифференциальным уравнением

Если двигатель работал с некоторой нагрузкой PI и потерей энергии APi и он достиг установившейся температуры перегрева Тцач, а затем нагрузка его и потери уменьшились до значений Р2<Р\ и АР2<АРь двигатель начнет охлаждаться до температуры туст < туст по уравнению '

Таким образом, допустимая нагрузка двигателя определяется его температурой нагревания, поскольку с увеличением нагрузки двигателя возрастают потери в нем и значение туст-У правильно выбранного двигателя установившаяся температура перегрева не должна превышать допустимой температуры перегрева изоляции (табл. 4.1). Наиболее распространенными классами изоляции для нормальных промышленных двигателей являются А, Е, В и Н. Срок службы изоляции при нормальной эксплуатации составляет 15—20 лет.

Теплота, выделяющаяся в двигателе в бесконечно малый промежуток времени dt, расходуется на повышение температуры перегрева т двигателя на dt и на теплоотдачу в окружающую среду. Этот процесс выражается дифференциальным уравнением

Если двигатель работал с некоторой нагрузкой Р\ и потерями ДЛ и достиг установившейся температуры перегрева Тнач, а затем нагрузка его и потери уменьшились до значении Р%<Р\ и &Рг<.АР1, то двигатель начнет охлаждаться до температуры г'уст<туст по уравнению

Таким образом, допустимая нагрузка двигателя определяется его температурой нагревания, так как с увеличением нагрузки двигателя возрастают потери в нем и значение туст. У правильно выбранного двигателя установившаяся температура перегрева не должна превышать допустимой температуры перегрева изоляции.

Наиболее распространенными классами изоляции для нормальных промышленных двигателей являются А, Е, В и Н (допустимые температуры перегрева 65, 80, 90 и 140° соответственно). Срок службы изоляции при нормальной эксплуатации составляет 15—20 лет. Работа двигателя при температуре более высокой, чем это указано, сокращает срок службы изоляции; работа с более низким перегревом удлиняет его. Ориентировочно считают, что срок службы изоляции уменьшается вдвое при увеличении рабочей температуры сверх допустимой на 8— 10°С,

Внешние характеристики крутопадающие, ток короткого замыкания составляет всего 1,5 - 1,7 номинального, перегрузка генератора не превышает 25% номинальной мощности. Сексины имеют плохие регулировочные характеристики из-за большой кратности регулирования тока возбуждения. Основное достоинство генераторов "сексин" - высокая надежность. Они легко выдерживают высокие температуры перегрева, допускают высокие окружные скорости, превышающие 100 м/с, имеют малый расход меди на обмотку возбуждения. Большая постоянная времени обмотки гг«6уждения ограничивает область применения "сексинов", которые

характеристики величину помехи на выходе получим несколько завышенной. Следовательно, ограничения, полученные из условий помехозащищенности идеальной схемы, тем более будут достаточны для реальной схемы. При изменении температуры переходов транзистора и диода их вольт-амперная характеристика изменяется. Для определения Unop при различной температуре можно воспользоваться аналитической зависимостью напряжения на переходе UnK9 (в вольтах) от температуры: для кремниевых приборов

Необходимо отметить, что проблема теплоотвода особенно усложняется в усилительных каскадах, которые выполнены по микроэлектронной технологии, так как их транзисторы не имеют даже такого радиатора, каким является металлический корпус обычных дискретных транзисторов. Это способствует повышению температуры переходов интегральных транзисторов и снижает полезную мощность, отдаваемую в нагрузку. С увеличением температуры окружающей среды уменьшается тепловое излучение, растет температура коллекторного р-п перехода и падает мощность, рассеиваемая на нем, что в конечном счете приводит к снижению полезной мощности в нагрузке.

На статические характеристики транзистора сильно влияет повышение температуры переходов, которое может быть вызвано повышением температуры окружающей среды, а также внутренним нагревом, обусловленным протеканием токов через транзистор. С повышением температуры переходов в германиевых трайзисто-рах увеличивается обратный ток коллектора. В большей степени повышение температуры сказывается при включении транзистора по схеме ОЭ, вследствие большей величины тока /K3c- Увеличение обратного тока коллектора приводит к возрастанию полного тока коллектора [см. формулы (4.17) и (4.12а)] и к смещению всего семейства выходных характеристик в область больших токов. В кремниевых транзисторах вплоть до ^=100°С токи /ибо и /КЭо можно не учитывать.

где Т ман и Т макс — минимальная и максимальная температуры переходов транзистора в условиях эксплуатации аппаратуры. Формулы (3.7) справедливы как для германиевых, так и для кремниевых транзисторов.

Так как разброс значений а и изменения температуры велики, а сопротивление фильтра отсутствует, используем эмиттерную стабилизацию. При токе коллектора 1 ма и напряжении эмиттер — коллектор в несколько вольт выделяемая в транзисторе мощность составит несколько милливатт, и при указанном выше тепловом сопротивлении повышение температуры переходов будет ничтожно. Поэтому считаем температуру переходов равной температуре окружающей среды, т. е. Т М1Ш — — 40°С и Т мякс = +50°С. Тогда

Разность температуры переходов Тп и температуры корпуса триода Т к практически пропорциональна выделяемой в транзисторе мощности Р

где Rme — внутреннее тепловое сопротивление транзистора, выражающееся в градусах Цельсия разности температуры переходов и корпуса на ватт выделяемой в нём мощности.

и Т-'макс — минимальная и максимальная температуры переходов транзистора в условиях эксплуатации аппаратуры. Формулы (3.7) справедливы как для германиевых, так и для кремниевых транзисторов.

Так как разброс значений а и изменения температуры велики, а сопротивление фильтра отсутствует, используем эмиттерную стабилизацию. При токе коллектора 1 ма и напряжении эмиттер—коллектор в несколько вольт выделяемая в транзисторе мощность составит несколько милливатт, и при допустимой мощности рассеяния 150 мет повышение температуры переходов ••будет ничтожно. Поэтому считаем температуру переходов равной температуре окружающей среды, т. е. ТМ1Ш——40'С и Тмакс = + 50~С. Тогда

Разность температуры переходов Тп и температуры корпуса триода Тк практически пропорциональна выделяемой в транзисторе мощности Р-

где Rme —внутреннее тепловое сопротивление транзистора, выражающееся в градусах Цельсия разности температуры переходов и корпуса на ватт выделяемой в нём мощности.