Слаботочка Книги

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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104

Выведем уравнение для расчета такого фильтра. Коэффициенты фильтрации по определению равны а) для всего фильтра

йф=; (6-15)

- макс

б) ДЛЯ первого звена

Ф = 4: (6-16)

макс

в) ДЛЯ второго звена

к ф= гг . (6-17)

макс

Найдем произведение коэффициентов фильтрации первого и второго звеньев:

иг игг макс СУмакс /, / 1 Q\

Кф-К ф=777---rjT,-- = йф. (Ь-18)

и макс * макс

Таким образом, коэффициент фильтрации дву.хзвен-ного фильтра равен произведению коэффициента фильтрации первого и второго звеньев.

Аналогично для многозвенного фильтра общий коэффициент фильтрации равен произведению коэффициентов фильтрации всех звеньев.

кфкф-к ф-кф. . .kl. (6-19)

В многозвенных фильтрах удобно иметь одинаковые коэффициенты фильтрации звеньев, т. е.

кф = к ф = к ф = . . . = = &зв, (6-20)

так как при этом упрощаются изготовление дросселей и монтаж фильтра. В этом случае

Ф = С (6-21)

где k- число звеньев.

После того как в результате расчета любого из рассмотренных выше типов индуктивно-емкостных фильтров (Г-образного, П-образного или многозвенного)

будет определено произведение Z.C, следует сравнить собственную частоту фильтра с частотой основной гармоники выпрямленного напряжения (а при наличии несиммётрии питающего напряжения или прямого сопротивления вентилей - -с частотой сети).

Для того чтобы избежать резонанса и связанных с ним последствий, необходимо, чтобы собственная частота фильтра отличалась от частоты основной гармоники (или от частоты сети). Поэтому условием, гарантирующим от возникновения резонанса, будет:

где 0)0 = 7=-собственная частота фильтра. Отсюда

(6-22)

Сравнивая (6-23) и (6-12), получим: кф>3.

Из сказанного выше очевидно, что резонанс будет отсутствовать, если коэффициент фильтрации имеет значение больше трех. В этом случае специальной проверки выполнения условия (6-22) делать не нужно.

После проверки фильтра на отсутствие резонанса можно приступить к выбору величин L и С в отдельности. Эта задача является достаточно неопределенной и обычно сводится к нахождению L и С по дополнительным условиям. Такими условиями могут быть минимальный объем, вес или стоимость фильтра, допустимое искажение формы тока (при нагрузке импульсного характера), допустимый пусковой ток (ток при включении выпрямителя) и др.

Точное решение задачи о выборе величин L и С по указанным выше дополнительным условиям является достаточно сложным и здесь не рассматривается.

При выполнении практических расчетов после проверки фильтра на отсутствие резонанса выбирают величины L и С фильтра согласно условию (6-6).

Для получения удовлетворительного сглаживания достаточно, чтобы выполнялись соотношения

:5и<1. (6-24)

Из (6-24) определяются минимальные значения индуктивности дросселя и емкости конденсатора:

Cmuh--W/c?5. (6-26)

Из (6-24) имеем

25 или (/7(o)=LC>25. (6-27)

сравнивая (6-27) и (6-11) получим: &фЗз24. Следовательно, сглаживание будет удовлетворительным только при ф>24. Условие (6-27) показывает также, что многозвенные фильтры целесообразно применять лишь при больших коэффициентах фильтрации (более 24).

В заключение рассмотрим пример расчета LC-фильтра с емкостным входом.

Необходимо рассчитать фильтр для кенотронного выпрямителя примера § 5-7, обеспечивающий получение пульсации выпрямленного напряжения на его выходе йп,вых=0,005%-

Из предыдущего расчета известны величины: (/о=400 в; /о= =0,3 а; йп.вх=9,8%; С=20 мкф; р=2; /=50 гц.

Находим требуемый коэффициент фильтрации:

* = 07005=Зо-

Принимаем число звеньев, равное двум {k = 2). Тогда по формуле (6-21) имеем;

йф.зв = = УТШ = 44,2.

Определяем произведение LC одного звена по формуле (6-13):

10 (44,2-1- П (С)зв = - -- =112 гн-мкф.

<5ткуда, принимая емкости конденсаторов первого -и второго звена Динаковыми и равными 110 мкф, получим

= 11,2 гн.

i = = 11,2 гн.

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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104