Global Informatics
Исходными для определения геометрических размеров конденсатора являются:
схемотехнические данные (из принципиальной электрической схемы) - номинал конденсатора С, пФ; допуск на номинал Yс, %; рабочее напряжение Up, В; тангенс угла диэлектрических потерь tgβ или добротность Q (Q=1/tgβ);
технологические данные и ограничения;
эксплуатационные данные - диапазон рабочих температур, рабочая частота fpи др.
Расчет пленочных конденсаторов начинают с выбора материала обкладок и материала диэлектрика (см. табл. 1). Чтобы конденсатор занимал как можно меньшую площадь, нужно выбирать материал диэлектрика с максимальной диэлектрической проницаемостью Ɛ, с высокой электрической прочностью Е, а также с малыми значениями ТКЕ и tgβ. Для обеспечения высокой добротности конденсатора необходимо, чтобы материал обкладок имел малое удельное поверхностное сопротивление.
Емкость конденсаторов, состоящих из двух обкладок, разделенных диэлектриком (см. рис. 1):
С=С0
S
,
где С0 - удельная емкость; S=Sв - площадь взаимного перекрытия обкладок (площадь верхней обкладки конденсатора).
Удельная емкость, исходя из условий электрической прочности, определяется из соотношения:
C
0
U
=
Ɛ
0
Ɛ
/
d
,
где Ɛ0=0,0885 пФ/см2 - относительная диэлектрическая проницаемость; Ɛ - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; d - толщина диэлектрика.
Минимальную толщину диэлектрика выбирают таким образом, чтобы конденсатор надежно выдерживал заданное рабочее напряжение:
d
≥
UpK
3
/
E
,
где К3 - коэффициент запаса по напряжению (К3=2-3).
Если необходимо обеспечить заданную погрешность емкости, тогда удельная емкость конденсатора определяется из соотношения:
С0 точн=С(ү
s
/∆
L
)2(Кф/(1+Кф))2,
где үs - относительная погрешность площади конденсатора; ∆L=∆B - абсолютные погрешности размеров обкладки конденсатора; Кф=L/B - коэффициент формы конденсатора.
Максимально допустимая относительная погрешность площади конденсатора:
Ү
s
=ү
c
-ү
c
0
-ү
Cc
т
-үС1,
где үС0 - относительная погрешность удельной емкости, характеризующая воспроизводимость удельной емкости в условиях данного производства (зависит от материала и погрешности толщины диэлектрика и составляет 3-5%); үСст - относительная погрешность, обусловленная старением пленок конденсатора (зависит от материала и метода защиты и обычно не превышает 2-3%); үС1 - относительная температурная погрешность, которая определяется выражением:
үС1
=α
С
(Тмакс-200С),
где αС - температурный коэффициент емкости (ТКЕ).
После расчета удельной емкости конденсатора выбирают меньшее из двух полученных значений:
С0≤
min
{
C
0
u
, С0точн}.
Затем определяют площадь верхней обкладки:
S
в
=С/С0.
Размеры верхней обкладки рассчитывают согласно следующим соотношениям:
L
в
=
;
B
в
=
L
в
/Кф.
Размеры нижней обкладки:
L
н
=
L
в
+2
q
;
Вн=Вв+2
q
,
где q - размер перекрытия нижней и верхней обкладки конденсатора. Размеры диэлектрика:
L
д
=
L
н
+2
f
;
B
д
=
B
н
+2
f
,
где f - размер перекрытия нижней обкладки и диэлектрика. Затем определяют площадь, занимаемую конденсатором:
S
д
=
L
д
В.
При расчете конденсаторов малой площади (S=1-5мм2) необходимо учитывать увеличение емкости конденсатора, обусловленное влиянием краевого эффекта (увеличением напряженности электрического поля на краях обкладок). Площадь конденсатора должна быть уменьшена:
Статья в тему
Электромеханический следящий привод робота
Разработать
электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного
плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис.
1.
Рис
1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма.
Основные
технические требова ...