Тормозящее электрическое

При торможении двигателя запасенная в роторе и приводимом механизме кинетическая энергия превращается в электрическую, а последняя — в тепло, выделяемое в цепи ротора (в обмотке ротора и добавочном резисторе) и рассеиваемое в окружающую среду. Механические характеристики асинхронного двигателя при работе в режиме динамического торможения приведены на 3.8 (кривая 4 — при наличии добавочного резистора; кривая 5 — при замыкании обмотки ротора накоротко).

На 3.1,6 приведены естественная и искусственные механические характеристики, полученные введением в цепь якоря реостата. Такие искусственные характеристики используются при пуске и торможении двигателя.

Ограничение пиков тока при пуске и торможении двигателя вращателя осуществляется с помощью вибрационного токового реле РГ, которое имеет ток срабатывания, равный 1,6 /ном, и ток возврата, равный 0,7 /вом. При срабатывании реле (при /Ср=1,6 /ном) контакт реле РГ размыкается и в цепь задающей обмотки ЭМУ-3 вводится сопротивление Сб. Это ве-

5. Почему при торможении двигателя противовключением (схема на 11.14) в цепь ротора включается сопротивление большее, чем в первый период пуска?

установках. В режиме двигателя преобразователь работает как выпрямитель, питающий двигатель постоянного тока. При торможении двигатель переходит в режим генератора, а преобразователь становится инвертором, передавая энергию генератора постоянного тока в сеть переменного тока. В этом случае говорят о рекуперативном (от лат. recuperatio — возвращение) торможении двигателя, так как часть энергии, переданной сетью двигателю постоянного тока, возвращается обратно.

875. При торможении двигателя переменного тока частота вращения (об/мин) его вала уменьшалась по закону п = 1000 е-*1*. Определить частоту вращения в моменты времени / = 1; 2; 5 с, если постоянная времени т = 1 с. В какой момент времени частота вращения будет равна 500 об/мин?

Динамическое торможение. При динамическом (реостатном) торможении двигателя с параллельным возбуждением обмотка якоря отключается от сети и к ней присоединяется реостат /?д ( 7.24, а). При этом машина работает в генераторном режиме и создает тормозной момент. Однако выработанная электрическая энергия гасится в реостате. Ток якоря при торможении

7.26. Характеристики n=f(Ia) при реостатном торможении двигателя последовательного возбуждения и их построение

7.15. Кривые со = / (/) (а) и i = Д (/) (б) при динамическом торможении двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

8.16. Кривые угловой скорости двигателя при торможении двигателя в системе F —Д по схеме на рис, 8,15.

8-17. Кривые тока в цепи якоря при торможении двигателя в системе F — Д по схеме на 8,15,

Схема включения паразитного транзистора представлена на 3.3. Его коллекторный (изолирующий) переход всегда смещен в обратном направлении. Активному режиму основного транзистора VTOCH соответствует режим отсечки паразитного транзистора VTnap. В этом случае его влияние невелико, так как токи утечки р-п переходов при обратных напряжениях малы. Режиму насыщения VTOCH соответствует активный режим работы VTnap. При этом ток утечки /ут возрастает, что приводит к уменьшению базового тока основного'транзистора: /Б= /Б—/ут. Скрытый слой в коллекторе создает тормозящее электрическое поле для дырок, инжектированных в коллектор из базы. Кроме того, время жизни дырок в скрытом слое мало, поэтому уменьшается коэффициент передачи паразитного транзистора, т. е. ток утечки.

' терным р-п переходом и связанный с этим слоем заряд дырок, что уменьшает время рассасывания и увеличивает коэффициент передачи p/vn. Повышение концентрации акцепторов в пассивной р+-базе уменьшает заряд электронов, накапливаемых в ней при включении переключательного транзистора, снижает сопротивление пассивной базы и увеличивает (iyvn- Распределение концентраций примесей в активной области базы, создаваемое диффузией акцепторов «вверх» — из подложки (см. 7.29, в), обеспечивает ускоряющее электрическое поле для электронов, движущихся от эмиттера к коллектору, тем самым уменьшается их время пролета через базу. Напомним, что в активной базовой области переключательного транзистора со структурой, показанной на 7.20, существует тормозящее электрическое поле для электронов, движущихся от эмиттера к коллектору, что связано с инверсным (по отношению к обычным п-р-п транзисторам) включением этого транзистора. Для данной структуры Рд'п = 30...300, ^зд.р.ср = 2,5 не при Рср = 0,4 мВт, работа переключения в области малых токов инжектора Апер = 0,2 пДж.

При более высоком напряжении накала с поверхности катода выходит большее число электронов, объемный заряд увеличивается. Электроны, обладающие малыми начальными скоростями, под влиянием отрицательного объемного заряда, образованного другими электронами, возвращаются на катод. Объемная плотность электронного «облачка» у катода возрастает настолько, что образуется область отрицательного потенциала (кривая 3 на 2-2), минимальное значение которого С/мив обычно находится на расстоянии сотых или десятых долей миллиметра от поверхности катода. Таким образом, вблизи катода (0 < х < агмин} существует тормозящее электрическое поле, вектор напряженности которого направлен от катода к аноду. Для преодоления этого тормозящего поля начальная скорость электронов v0, покидающих катод, должна быть больше некоторого значения, определяемой потенциалом ?7МИН:

Примерное распределение Ер(х) в квазиэлектроней-тральной области эмиттера показано на 2.17, а. Без учета сужения запрещенной зоны Ер\ определяется кривой 1, а с учетом — кривой 2. Обычно при низком уровне ин-жекции тормозящее электрическое поле достаточно велико, и дырки, диффундирующие против поля, проникают в эмиттер на небольшое расстояние, на котором Ер мало изменяется. Для оценочного расчета р(х) будем полагать, что на этом расстоянии электрическое поле Ер, коэффициент диф-

и плавным p-n-переходом в базе появляется тормозящее электрическое поле (см. § 1.3).

Диод с накоплением заряда. Структура ДНЗ аналогична структуре мезадиффузионного (см. 3.1, д) или эпи-таксчально-планарного ( 3.1, е) диода. Из-за неравномерного распределения примесей в базе диода образуется тормозящее электрическое поле для инжектированных носителей.

Двойной электрический слой образуется вылетевшими с поверхности катода электронами и положительными ионами решетки материала катода, эмитирующего (испускающего) электроны. Двойной слой образует тормозящее электрическое поле для электронов, вылетающих с поверхности катода. При удалении от поверхности тела на электрон действует удерживающая кулоновская сила, возникающая между удаляющимся электроном и наведенным в теле катода зеркально расположенным положительным электрическим зарядом (сила зеркального отображения). Работа выхода большинства чистых металлов, используемых в качестве катодов, лежит в интервале l,8(Cs) — —5(Re) эВ.

Потенциал экрана. При бомбардировке экрана потоком электронов возникает вторичная электронная эмиссия. Первичные электроны луча и вторичные электроны, возвращающиеся на экран, будут понижать его потенциал. В этом случае в пространстве между экраном и вторым анодом создается тормозящее электрическое поле, которое отражает электроны луча. Таким образом, для устранения тормозящего поля от поверхности непроводящего экрана необходимо отводить электрический заряд, обусловленный электронным лучом. Практически единственным путем компенсации заряда является использование вторичной эмиссии. Для отвода вторичных электронов стенки баллона трубки вблизи экрана покрывают проводящим слоем 3, который соединяется со вторым анодом (см. 11.1). При падении электронов на экран их кинетическая энергия преобразуется в энергию свечения экрана, идет на его нагрев и вызывает вторичную эмиссию. Значение коэффициента вторичной эмиссии а определяет потенциал экрана. Коэффициент вторичной эмиссии электронов а—/в//п (где /в и /п — ток вторичных и первичных электронов соответственно) с поверхности экрана в широком диапазоне изменения энергии первичных электронов превышает единицу ( 11.7); 0^1 при t/<^t/Kpi и при U>UKV2. При t/^L/Kpi число уходящих от экрана вторичных электронов меньше числа первичных, что приводит к накоплению отрицательного заряда на экране, формированию тормозящего поля для электронов луча в пространстве между вторым анодом и экраном и их отражению; свечение экрана отсутствует. Потенциал UM= = ?ЛФ1 ( 11.7) называют первым критическим потенциалом. В этом случае потенциал экрана близок к нулю. Если энергия пучка становится больше eUKpl, то а> 1 и экран

При более высоком напряжении накала с поверхности катода выходит большее число электронов, объемный заряд увеличивается. Электроны, обладающие малыми начальными скоростями, под влиянием отрицательного объемного заряда, образованного другими электронами, возвращаются на катод. Объемная плотность электронного «облачка» у катода возрастает настолько, что образуется область отрицательного потенциала (кривая 3 на 2-2), минимальное значение которого С/мив обычно находится на расстоянии сотых или десятых долей миллиметра от поверхности катода. Таким образом, вблизи катода (0 < х < агмин} существует тормозящее электрическое поле, вектор напряженности которого направлен от катода к аноду. Для преодоления этого тормозящего поля начальная скорость электронов v0, покидающих катод, должна быть больше некоторого значения, определяемой потенциалом ?7МИН:

Электронный прожектор / формирует электронный поток, летящий с ускорением к параллельно расположенным на небольшом расстоянии друг от друга сеткам 2 и J, на которые от генератора G колебаний СВЧ подается небольшое переменное напряжение -UCB4. В полупериод напряжения UCB4 (его полярность указана без скобок) в промежутке между сетками действует тормозящее электрическое поле, напряженность которого изменяется

зора включено активное сопротивление /?. Во время движения электрона через зазор появляется наведенный ток, который, протекая по внешнему сопротивлению R, создает на нем падение напряжения указанной полярности. Таким образом, электрод, по направлению к которому двигается электрон, оказывается под отрицательным потенциалом, и внутри зазора создается тормозящее электрическое поле. При движении в тормозящем поле скорость электрона уменьшается, в результате чего кинетическая энергия электрона при выходе из зазора оказывается меньше, чем при входе в него. Разность между этими значениями кинетической энергии электрона равна энергии, отданной во внешнюю цепь и рассеянной на сопротивлении R. Оставшаяся кинетическая энергия электрона рассеивается на второй сетке, если электрон оседает на нее, или на другом электроде, находящемся вне зазора.

получим преломление электронного пучка, причем опять направления падающего и выходящего пучков будут лежать в одной плоскости с нормалью к эквипотенциальным поверхностям. Если электроны движутся от более высокого потенциала к более низкому (тормозящее электрическое поле), то угол преломления г будет больше угла падения I, и явление будет аналогично преломлению света, распространяющегося из среды с большим показателем пре-