УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА

Рис. 2.13 – Схема LC- фильтра

 

Так как сопротивление конденсатора С переменному току мало, то падение напряжения на емкости от протекания переменного тока ιdтоже мало, чем и достигается уменьшение пульсаций напряжения на нагрузке udн .

Коэффициент сглаживания Г-образного LC-фильтра определяют по выражению (2.31).

Формулы для расчета величин Ud1m и Udн1m при использовании LC- фильтра будут иметь следующий вид:

Udн1m = Iп(1),

 

Ud1m = Iп(1).

 

Следует учесть, что для LC- фильтра справедливо неравенство « Rн, т.е. Хс « Rн. Так как конденсатор фильтра подключается параллельно нагрузке, то суммарное сопротивление на выходе фильтра (для параллельно подключенных сопротивлений Хс // Rн), определится величиной Хс. Поэтому в формуле для Ud1m отсутствует сопротивление Rн.

После подставки приведенных выше соотношений для Ud1m и Udн1m в формулу (2.31) получим

 

s1 = ,

 

или в выражении через fс

 

.

 

Для однофазных двухполупериодных выпрямителей m = 2, следовательно, коэффициент сглаживания равен

 

s1 = . .

С учетом того, что s1, как правило, требуемая величина, (или заданная), расчет параметров LC- фильтра проводят по формуле

 

Lф Cф ≥ . (2.33)

 

При расчете LC- фильтра следует избегать явления резонанса. Для этого необходимо, чтобы собственная частота фильтра ωф = была меньше частоты основной гармоники пульсаций ωп(1) и не была кратна ей, т.е. должно выполняться условие ωф < ωп(1). Поэтому при выборе параметров фильтра требуется соблюдать условие ХLф>XСф. Здесь Сф- емкость фильтра, равная единицам или десяткам микрофарад. При расчете фильтра обычно является достаточным обеспечение следующих условий:

 

(5 ÷ 10) Rн,

(0,1 ÷0,2) Rн, т.е. ХLф ≈ 50Хсф.

 

Используя эти условия, определяют значение конденсатора Сф (или индуктивности Lф), а далее по формуле (2.33) определяют значение второго элемента LC- фильтра.

 

3. С- фильтр

 

 

q1вх q1вых

 

Рис. 2.14 – Схема С – фильтра

 

Рассмотрим сглаживающее действие фильтров с емкостным входом (С- и RС-фильтры). Расчет С- фильтра выполняется по формуле

Сф = . (2.33)

Для двухполупериодного выпрямителя с емкостным фильтром получим

Сф = . (2.34)

 

Если расчет схемы выпрямителя с емкостным фильтром выполняют методом Терентьева с помощью расчетных коэффициентов, то требуемую емкость фильтра, Сф, мкФ, можно определить с помощью коэффициента Н = f(А) по формуле

Сф ≥ . (2.35)

 

4.RC- фильтр

Для выпрямителей с очень малой нагрузкой (Iд не превышает нескольких мА) используют Г-образный RC- фильтр (вместо С- фильтра. Для расчета RC- фильтра и выпрямителя с RC- фильтром также пользуются упрощенной методикой (методом Терентьева).

В этом случае для определения расчетных коэффициентов, параметр Аопределяется с учетом активного сопротивления фильтра по формуле

 

А = . (2.36)

 

Далее расчет емкости фильтра выполняется как для С- фильтра, с учетом активного сопротивления RC- фильтра

Сф ≥ . (2.37)

 

Значение активного сопротивления фильтра выбирают по условию Rн / (Rф + Rн) = 0,75¸0,9.