Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 11 номер 2003 год.

"РАДИО" — О СВЯЗИ

Системы воздушного охлаждения генераторных ламп

Виталий Кляровский (RA1WT),
г. Великие Луки 

 При постройке компактного усилителя мощности (УМ) для радиостанции альтернативы обдувным лампам нет. Это подтверждает и зарубежная практика, так как лампы используются в большинстве современных фирменных усилителей.


Одним из важных конструктивных элементов усилителя можно назвать систему охлаждения лампы. Информации по проектированию таких систем в литературе практически нет, и это, наверное, самое большое «белое пятно» в «усилителестроении». Между тем эти сведения важны, так как компоновка УМ зависит от конструкции системы охлаждения, и при ошибочном решении потребуется трудоемкая переделка. Систему охлаждения необходимо делать правильно сразу.
В предлагаемой статье изложены практические обоснования конструктивных параметров систем воздушного охлаждения генераторных ламп.

Выбор оценочных параметров при испытаниях систем охлаждения и методика измерений

В паспорте мощных генераторных ламп завод-изготовитель указывает условия охлаждения и максимально допустимую температуру ее конструктивных элементов [1]. Поэтому первым и основным оценочным параметром при сравнении различных систем обдува работающей радиолампы принята максимальная температура анодного теплоотвода \а max-

Охлаждение лампы зависит от подачи (расхода) воздуха вентилятором [1]. Поэтому для наиболее эффективного использования воздушного потока воздушный тракт усилителя должен иметь минимальное аэродинамическое сопротивление (в дальнейшем сопротивление). Оно, в общем случае, обусловлено местом расположения вентилятора, формой радиолампы, ее панели и конфигурацией воздуховода.

Движущийся в воздуховоде поток характеризуется скоростью v, м/с, и подачей V=v-s, м3/с, где s — площадь поперечного сечения воздуховода в месте измерения скорости, м2 [2]. Всякое сопротивление на пути воздушного потока вызывает уменьшение скорости, а следовательно, потерю подачи.

Эти величины можно использовать для оценки сопротивления воздушного тракта. Поэтому вторым оценочным параметром при сравнительных испытаниях систем охлаждения принята величина снижения подачи AV, выраженная в % AV = [(Vб-V)/Vб]-100%,

где V — подача вентилятора в системе обдува, м3/ч;
— подача вентилятора в базовом варианте, с которым происходит сравнение, м3/ч.

Например, подача вентилятора, установленного в пустом воздуховоде, Vб= 120 м3/ч. При размещении в воздуховоде панели с радиолампой подача уменьшилась до 53 м3/ч. Снижение подачи из-за их сопротивления будет

AV = [(120-53)/120]-100 % = 56 %.

Второй вспомогательный параметр может быть использован при сравнении систем охлаждения без работающей радиолампы.

Для экспериментов была испытана система обдува лампы ГУ-84Б, состоящая из стандартной панели, воздуховодов с внутренним диаметром 112 мм и вентилятора.

Она позволяла испытывать различные системы охлаждения и их отдельные элементы. Во время испытаний радиолампа работала как теплогенератор, т.е. вся подводимая к аноду мощность РА превращалась в тепло.

Подача воздуха определялась крыльчатым анемометром (предназначен для испытаний вентиляционных систем) [2], расположенным непосредственно за воздуховодом.

Температура измерялась цифровым мультиметром М838 с термопарой. Погрешность измерения составляла ±3° при t < 150 °С и ±3 % при t > 150 °С. Температура определялась после десятиминутной работы лампы в измеряемом режиме.

Системы охлаждения с осевым вентилятором

Практически возможны четыре варианта обдува радиолампы: боковой, осевой приточный, осевой вытяжной и осевой двухвентиляторный приточно-вытяжной. Оптимальный из них определялся практически по эффективности охлаждения.

Для испытаний был применен осевой цельнометаллический вентилятор TYP 4658N с диаметром крыльчатки 110 мм и n = 2200 об/мин. Подача вентилятора в пустом воздуховоде — 120 м3/ч.

При боковом обдуве (рис. 1) охлаждающий воздух проходит только через часть ребер теплоотвода лампы и поверхность охлаждения сокращается в 9...21 раз (табл. 1). Улучшить охлаждение можно, увеличив скорость воздуха, но при этом возрастут габариты и шум вентилятора. Неэффективность схемы очевидна. Завод-изготовитель также не рекомендует использовать боковой обдув для ламп, рассчитанных на осевой проход воздуха [1 ].

Результаты испытаний вытяжной (рис. 2) и приточной (рис. 3) систем обдува представлены в табл. 2. Измерения показали, что подача вентилятора в вытяжной системе (53 м3/ч) в 2,4 раза больше, чем в приточной (22 м3/ч). Если производить сравнение по температуре теплоотвода, которую можно измерить более точно, то tAmax = 130 °С достигается в приточной схеме при РА = 240 Вт, а в вытяжной схеме tAmax = 126 °С при РА = 460 Вт. Следовательно, вытяжной вентилятор отводит примерно в два раза больше тепла, чем приточный.

Для человека, привыкшего иметь дело с электрическими схемами, такой результат может показаться неожиданным. Действительно, любой резистор вызывает одинаковое падение напряжения независимо оттого, с какой стороны от источника питания он расположен. Законы движения воздуха отличаются от закона Ома, и аэродинамическое сопротивление лампы с панелью в данном случае зависит от места расположения вентилятора. Полученный результат объясняется следующим.

Поток воздуха, выходящий из осевого вентилятора, не прямоточный, а завихренный (закрученный, как нити в витом канате), и поступает он в кольцевую щель панели не перпендикулярно, а под углом (рис. 3). Завихренный воздух при входе в панель ведет себя как камень, брошенный в воду под углом; многократно отскакивая от нее, прежде чем погрузиться. Поэтому 82 % подачи вентилятора теряется на трении между отдельными слоями потока. Это значительно ухудшает отвод тепла.

При работе вытяжного вентилятора под действием разряжения через лампу проходит прямоточный поток, поэтому величина снижения подачи значительно меньше. В этом случае она в основном обусловлена лобовым столкновением с катодом.

Недостаточную подачу воздуха можно увеличить двумя способами: применить более мощный вентилятор или установить второй вентилятор соосно с первым. Для определения лучшего способа были испытаны двухвентиляторные системы обдува.

Установлено, что эффективность подачи спаренных вентиляторов зависит от расстояния между ними. При расстоянии 30 мм прирост подачи составил 5 %. Причина, очевидно, в том, что закрученный воздушный поток от первого вентилятора попадает на лопасти второго под неоптимальным углом, не захватывается этими лопастями, а отражается от них. С увеличением расстояния до 100 мм подача возрастает на 30 %, так как поток воздуха от первого вентилятора приобретает осевую направленность и более успешно захватывается лопастями второго вентилятора. Очевидно, с увеличением расстояния эффективность второго вентилятора будет расти. Но длинный воздуховод увеличит габариты и затруднит компоновку. Поэтому применение сдвоенных вентиляторов неоправданно.

Совместная работа двух источников (преобразователей) энергии все гда была непростой задачей и требовала применения специальных технических решений. Очевидно, что для согласованной работы вентиляторов следует подбирать расстояние между ними, форму и взаимное расположение лопастей, а также устанавливать «выпрямляющий» воздушный поток пластины. В любом случае эта задача уже выходит за рамки «усилителестроения».

Осевая двухвентиляторная приточно-вытяжная схема обдува показана на рис. 4. По результатам измерений, приведенным в табл. 3, видно, что после присоединения к вытяжной схеме второго, приточного, вентилятора подача воздуха возросла только на 20 %, a tAmax уменьшилась на 8 %. Следовательно, применение второго, приточного, вентилятора неэффективно. Причины этого явления уже рассмотрены выше.

По результатам испытаний различных вариантов обдува с осевыми вентиляторами можно сделать следующие выводы:

1. Оптимальной является вытяжная система охлаждения с одним вентилятором, обеспечивающим необходимую подачу воздуха.

2. Применение второго вентилятора для увеличения подачи неоправданно при любой системе охлаждения.

Обоснование конструктивных параметров вытяжной системы охлаждения с осевым вентилятором

При РА = 460 Вт и зазоре В между теплоотводом лампы и воздуховодом, равном 7 мм, расстояние А между вентилятором и анодным теплоотводом устанавливалось равным 50, 80, 115, 150 и 210 мм. Результаты измерений показаны на графике (рис. 5).

С уменьшением расстояния А до 50 мм теплоотвод лампы входит в зону завихрений перед вентилятором и tAmax возрастает на 10 % из-за ухудшения охлаждения. При значительном удалении вентилятора охлаждение также ухудшается из-за возрастания потерь кинетической энергии воздуха на трение о стенки длинного воздуховода. Наилучшие условия охлаждения обеспечиваются при А, равном 1,0... 1,2 диаметра вентилятора.

Температура воздуха перед вентилятором по мере удаления от анода уменьшается с 97 до 49 °С за счет охлаждения через стенки воздуховода. Для лучшей теплоотдачи они должны иметь минимальную толщину.

Температура лопастей меньше, чем у входящего в вентилятор потока воздуха. Это объясняется тем, что горячий воздух, выходящий из вентилятора, интенсивно перемешивается с наружным, быстро охлаждается сам и охлаждает внешние стороны лопастей вентилятора. По этой же причине с уменьшением А температура лопастей растет медленнее, чем температура горячего воздуха перед вентилятором.

Результаты измерений, приведенные в табл. 4, показывают зависимость tAmax от величины зазора В при РА = 770 Вт и А = 115 мм.

При зазоре В = 0 боковая поверхность теплоотвода не участвует в теплоотдаче и температура анода максимальна. При В = 7 мм tAmax уменьшилась на 15 °С, так как в охлаждении начала участвовать боковая поверхность теплоотвода. С увеличением зазора В до 17 мм tAmax уменьшилась еще на 5 °С. При увеличении зазора возрастает скорость воздуха на внешней стороне теплоотвода, поэтому улучшение охлаждения возможно, но разница с предыдущим опытом не превышает ошибки измерения. Следовательно, для эффективного охлаждения наружной поверхности теплоотвода лампы достаточно зазора 5... 10 мм.

С учетом вышеизложенных результатов была изготовлена и испытана вытяжная система охлаждения для лампы ГУ-84Б (рис. 6).

Измерения показали, что tAmax достигается при РА = 770 Вт. Температура лопастей вентилятора при этом равна 73 °С, поэтому цельнометаллический вентилятор при максимальной мощности обеспечит большую надежность.

У вентиляторов с пластмассовыми деталями максимально допустимая рабочая температура — до 60 °С [3,4].

При возрастании РА от 0 до 770 Вт tAmax увеличилась от 36 до 207 °С, а катода — от 120 до 145 °С. Следовательно, для охлаждения катодной части лампы, даже при ее максимальном тепловом режиме, достаточно вытяжного вентилятора.

На рис. 7 показана зависимость tAmax от времени нагрева при РА = 770 Вт и охлаждения при РА = 0. Время полного разогрева лампы после подачи всех напряжений — 10 мин. Время охлаждения до 36 °С — 11 мин. График охлаждения анода позволяет рассчитать температурную поправку для измерения температуры анода не в режиме передачи, а через промежуток времени, необходимый для отключения опасных напряжений.

Зависимость на рис. 7 объясняет, почему даже с неэффективной системой охлаждения усилители работоспособны в CW и SSB режимах. При повседневной работе время передачи не превышает, как правило, 1...2 мин и лампа просто не успевает разогреться, а во время приема она быстро охлаждается. Поэтому интенсивность обдува в CW и SSB режимах может быть в несколько раз ниже, чем при непрерывном излучении.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Лампа ГУ-84Б. Паспорт.
  2. Калинушкин М. П. Вентиляторные установки. — М.: Высшая школа, 1967.
  3. Вентилятор ВВФ — 112 — 2,5 — 12. Паспорт.
  4. Вентилятор ВН -2. Паспорт.
(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 11 номер 2003 год







Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 11 номер 2003 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>