Главная Промышленная автоматика.

Эта формула справедлива лишь при сравнительно малых пульсациях (5о„2...3%).

Коэффициент сглаживания емкостного фильтра q определяется как отношение коэффициентов пульсаций напряжения нагрузки при отключенной и включенной емкостях фильтра:

(т» - 1) Я

Если в качестве емкостного фильтра используются электролитические конденсаторы, то пульсации напряжения на нагрузке не должны превышать максимально допустимое значение переменной составляющей напряжения на конденсаторе при частоте пульсаций т/с.

Из приведенной выше формулы для q видно, что с увеличением числа фаз выпрямляемого напряжения коэффициент сглаживания емкостного фильтра уменьшается, а с увеличением сопротивления нагрузки - увеличивается. Поэтому емкостный фильтр целесообразно применять совместно с однофазными и маломощными схемами выпрямления.

Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения будет более эффективным, если в фильтре использовать оба реактивных элемента - дроссель и конденсатор. В простейшем Г-образном индуктивно-емкостном фильтре (см. рис. 19, s) параметры элементов выбираются таким образом, чтобы для основной гармоники пульсаций выполнялись условия

Коэффициент сглаживания Г-образного фильтра связан с произведением индуктивности и емкости (генри-микрофарады) следующим образом:

Для частоты питающей сети fc = 50 Гц это выражение упрощается:

10 (q+ 1)

а для частоты fc = 400 Гц

0,16(9+1)

Фильтр имеет индуктивную реакцию на схему выпрямления в том случае, если индуктивность дросселя



Вычислив значение Lф и выбрав унифицированный дроссель фильтра с ближайшим большим значением индуктивности, можно найти необходимую емкость конденсатора фильтра Сф. Более подробно порядок расчета Г-образного индуктивно-емкостного фильтра изложен далее.

В схемах выпрямления малой мощности дроссель фильтра может быть заменен резистором /?ф (см. рис. 19, г). Для получения достаточно большого коэффициента сглаживания элементы рези-стивно-емкостного фильтра должны удовлетворять условиям

Коэффициент сглаживания фильтра

Сопротивлением резистора /?ф обычно задаются в пределах = = (0,15 ... 0,5)/?н; КПД резистивно-емкостного фильтра сравнительно мал и обычно составляет 0,6 ... 0,8, причем при т1ф = 0,8 /?ф = 0,25/?н. Емкость Сф (в микрофарадах), обеспечивающую требуемый коэффициент сглаживания д при частоте сети fc = 50 Гц, находят из выражения

а при частоте сети fc = 400 Гц

ффХ~400.

Преимущества резистивно-емкостных фильтров: малые габариты, масса и стоимость; недостаток - низкий КПД.

П-образный индуктивно-емкостный фильтр (см. рис. 19,5) можно представить в виде двухзвенного, состоящего из емкостного фильтра Сф и Г-образного L, С"ф. Коэффициент сглаживания такого фильтра q равен произведению коэффициентов сглаживания первого и второго звеньев:

Емкость конденсатора Сф можно найти по формулам, приведенным выше. Индуктивность дросселя Lф и емкость С"ф второго звена находятся из выражения

„ д"(т-\)Н 1

Коэффициент сглаживания П-образиого фильтра достигает наибольшего значения при Сф = С"ф.

Если с помощью индуктивно-емкостного фильтра необходимо обеспечить коэффициент сглаживания пульсаций более 40 ... 50, то вместо однозвенного фильтра целесообразнее использовать двух-звенный сглаживающий фильтр (см. рис. 19, е). Фильтры с тремя



н более звеньями на практике применяются редко. В общем случае коэффициент сглаживания многозвенного фильтра равен произведению коэффициентов сглаживания отдельных звеньев; а = = qq"q" ...

Фильтры, в которых используется явление резонанса тока или напряжения, позволяют получать очень высокий коэффициент сглаживания по сравнению с обычными индуктивно-емкостными фильтрами. Однако в источниках вторичного электропитания они применяются сравнительно редко. Это объясняется тем, что резонансные фильтры эффективны только для одной частоты (при колебаниях частоты сети коэффициент сглаживания резко уменьшается), сложны в настройке, очень трудно обеспечить постоянство параметров элементов фильтра при изменении тока нагрузки, температуры окружающей среды и пр.

Значительно чаще применяются индуктивно-емкостные сглаживающие фильтры, в которых дроссель имеет дополнительную компенсирующую обмотку (рис. 23, й, б). В схеме фильтра (рис. 23, й) компенсирующая обмотка Шг включена последовательно и встречно основной обмотке W\ дросселя Др. Создаваемый ею в магнито-.проводе магнитный поток от переменной составляющей тока частично компенсирует переменную составляющую магнитного потока основной обмотки. Более эффективно действует компенсирующая обмотка W2 дросселя Др в схеме на рис. 23, б, поскольку через нее не проходит постоянная составляющая тока.


Рис. 23. Сложные схе.мы сглаживающих фильтров: с последовательно (а) и параллельно (б) включенной компенсирующей обмоткой дросселя фильтра, с компенсирующим трансформатором и цепью обратной связи (в)

Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения может осуществляться способом компенсации и с помощью системы автоматического регулирования с замкнутой цепью отрицательной обратной связи ООС (рис. 23, s). Напряжение пульсаций на входе нагрузки Н регистрируется датчиком пульсаций (ДП), усиливает--ся и через трансформатор Тр поступает в линию питания нагрузки.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.0034