- •Тема 5. Энергетические показатели выпрямителей
- •Примеры решения задач по теме: «Энергетические показатели выпрямителей»
- •Задачи для самостоятельного решения по теме 5 «Энергетические показатели выпрямителей»
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6. Сглаживающие фильтры
- •Индуктивные фильтры (l – фильтры)
- •Емкостные фильтры (с – фильтры)
- •Резонансные фильтры
- •Примеры решения задач по теме 6 “Сглаживающие фильтры выпрямителей”
Индуктивные фильтры (l – фильтры)
Е сли допустить, что активное сопротивление обмотки дросселя фильтра Rдр << Rd, что обычно и имеет место, то взаимозависимость основных параметров фильтра определяется выражением:
, (6-5)
где р – пульсность выпрямителя;
= 2f, где f – частота напряжения питающей сети.
Отсюда:
. (6-6)
Емкостные фильтры (с – фильтры)
О сновные соотношение для емкостного сглаживающего фильтра выведены в предположении, что напряжение на конденсаторе С, а следовательно и на нагрузке не имеют пульсаций и равно Uc = Ud (рис. 6-3). Тогда вентили выпрямителя будут проводить ток в течение интервала 2 (рис 6-3, б). Половина этого интервала называется углом отсечки. В функции этого угла отсечки определяются основные параметры и выпрямителя и фильтра. Для однополупериодного выпрямителя анодный ток вентиля в этом режиме.
, (6-7)
где r = rа + rтр — суммарное сопротивление вентиля и вентильной обмотки трансформатора.
Постоянная составляющая анодного тока, определяющая также и постоянную составляющую тока нагрузки:
. (6-8)
Основная гармоника анодного тока имеет амплитуду:
. (6-9)
Коэффициент пульсаций:
. (6-10)
Маломощные выпрямители обычно работают в режимах, когда угол отсечки равен:
,
Поэтому 2Id, следовательно амплитуда переменной составляющей напряжения на нагрузке (на конденсаторе):
. (6-11)
Из выражения (6-11) находится и величина емкости конденсатора, необходимая для получения на нагрузке заданного коэффициента пульсаций:
. (6-12)
Г-образные фильтры
Более эффективное сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется с помощью L-C фильтра (рис. 6-4, а), а для маломощных выпрямителей и с помощью R-C фильтра (рис. 6-4, б). Для схемы рис.6-4, а справедливо соотношение:
Кф p 2 2 LC - 1 (6-13)
Для питающей сети с частотной f = 50 Гц = 2f = 250 = 314.
Индуктивность дросселя Lф Г-образного фильтра определяют из условия непрерывности тока в нем [ ]:
(6-15)
Для фильтра на рис. 6-4, б основные расчетные соотношения:
(6-16)
Коэффициент передачи фильтра:
(6-17)
Коэффициент сглаживания:
(6-18)
Величину Rф обычно выбирают из условия:
. (6-19)
П-образные фильтры
П-образные фильтры относятся к многозвенным фильтрам, которые представляют собой несколько последовательно соединенных однозвенных фильтров. Расчет однозвенных фильтров, входящих в состав П-образного фильтра ведется по приведенной выше методике с учетом, что
Кф = Кф1 Кф2, (6-20)
где Кф1 – коэффициент фильтрации емкостного фильтра С1; Кф2 – коэффициент фильтрации Г-образного фильтра L-C2 или R-C2. Если задан допустимый коэффициент пульсаций на нагрузке и выбран выпрямитель, то вначале рассчитывают коэффициент фильтрации всего фильтра; Затем задаются коэффициентом пульсаций на выходе первого звена и рассчитывают емкость С1. Обычно коэффициент пульсаций на С1 берут в пределах от (0,02 до 0,1). Затем, определив коэффициент фильтрации второго звена и задавшись величиной емкости С2 = С1, рассчитывают индуктивность дросселя Lф. В многозвенных фильтрах вопрос о выборе числа звеньев решают обычно с экономической точки зрения. Так, при Kф>50 рекомендуется применять двухзвенные фильтры, а при Kф>220 – трехзвенные.