Главная - Литература

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 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [138] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

селем бесконечной индуктивности на входе фильтра

Таблица 15-1

Однофазный двухтактный (мостовоь)


Двухфазный двухтактный


Трехфазный однотакт-ный (звезда)


Трехфазный двухтактный (звезда)


Шестифазный двухтактнЬ1й (звезда)



1,000 1,111

2/с 0,471 0,0944 0,0405

0,363

0,637

1,57

1,000

1,000

1,000 1,000

1,11 1,11 1,11

0,90

1,000 0,785

4/с 0,0944 0,0224 0,0099

0,111

0,215

2,22

1,000

0,500

1,000

1,000

1,57

1,11

1,34

0,90

1,000

0,855

0,177 0,041 0,018

0,209

0,395

2,09

1,000

0,577

1,000

1,000

1,48

1,21

1,35

0,826

1,000 0,428

6/с 0,0405 0,0099 0,0043

0,0472

0,0930

1,05

1,000

0,816

1,000

1,000

1,05

1,05

1,05

0,955

1,000 0,740

0,0405 0,0099 0,0043

0,0472

0,0930

2,09

1,000

0,408

1,000

1,000

1,81

1,28

1,55

0,781

нон индуктивности См. подробно М. В Stout, Behavior of half wave rectifier*, Flectronics, September 1939,

двухтактного выпрямителя, питающегося от сети с частотой 60 гц. Выходное напряжение 300 в, минимальный ток нагрузки 100 ма, кполнительное балластное сопротивление 20 ООО ом, сопротивление обмотки дросселя (00 ом. Решение

1. Найдем сопротивление внешнейнагрузки при минимальном токе. Оно равно

выходное напряжение 300

--;--- = f~- - 3 000 ом.

минимальный ток нагрузки 0,1

2. Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений нагрузки и балластного I равно

3 000-20 000

з ооо + 20 обо = 2 610 ом-

3. Полное сопротивление нагрузки равно сумме сопротивлений дросселя и параллельно включенных балластного сопротивления и внешней нагрузки

RHn = 100 + 2 610 = 2 710 ом. 4 По графику на рис. 15-3 найдем коэффициент А. Для частоты питающей сети 60 гц при однофазном двухтактном выпрямителе А = 1 130

5. Определим критическую индуктивность: /Л р = 27Ш D - А - > 1-» -

1 130

6. Найдем оптимальную индуктивность:

2 • 2,4 = 4,8 гн.

15-3. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА С ИНДУКТИВНЫМ ВХОДОМ ФИЛЬТРА

В этом параграфе описывается расчет постоянного выходного напряжения и коэффициента пульсации на выходе выпрямительного устройства,работающего на однозвенный фильтр с дросселем на входе Индуктивность входного дросселя фильтра L принимается равной или большей критической. Реактивное сопротивление конденсатора фильтра на самой низкой частоте пульсации полагаем значительно меньшим сопротивления нагрузки.

15-За Определение выходного напряжения. Расчет выходного напряжения производится

1 Если сглаживающий фильтр содержит дополнительные LC или RC звенья, см. § 15-5.



К Выходи £ выпрямителя

по табл. 15-1. При расчете реальных выпрямителей необходимо учитывать возникающие в них потери. Произведение величины выходного тока на сумму внутренних сопротивлений элементов схемы выпрямителя дает величину падения постоянного напряжения в нем.

В реальной схеме сумма этого падения напряжения и фактического выходного напряжения равна постоянному напряжению на нагрузке, определяемому по табл. 15-1.

Например, для двухтактного однофазного выпрямителя, работающего на фильтр с индуктивным входом, из табл. 15-1 следует, что действующее напряжение половины вторичной обмотки в 1,111 раза больше напряжения на нагрузке. Это справедливо при допущении, что сопротивления трансформатора, вентилей и дросселя равны нулю. Таким образом, если действующее напряжение половины

Рис. 15-4 Схема од-нозвенпого фильтра с индуктивным входом. R - сопротивление нагрузки.

у- 4

1

f*LC

Рис 15 5. График для определения коэффициента пульсаций выходного напряжения (в процентах) в зависимости от величины

LC при однозвенном фильтре с индуктивным входом. / - трехфазный двухтактный или шестифазный однотактный выпрямитель; 2- двухфазный двухтактный выпрямитель; J - трехфазный однотактный выпрямитель, 4 - однофазный двухтактный выпрямитель.

вторичной обмотки трансформатора под нагрузкой принято равным 700 в, то постоянное напряжение на нагрузке по табл. 15-1 будет 700 1,111 = 630 в.

Реальное выходное напряжение будет меньше 630 в на величину суммы падений напряжения в вентиле и дросселе фильтра. Учитывать падения напряжения внутри трансформатора не следует, так как было задано напряжение вторичной обмотки нагруженного транс-оормагора Рабочие токи выпрямителя и трансформатора также даны в табл. 15-1.

15-36. Определение коэффициента пульсации. На рис. 15-4 показана схема однозвенного Г-об-разного сглаживающего фильтра. Коэффициент пульсации 1 напряжения на выходе фильтра определяется по графику на рис. 15-5. Для этого нужно знать величину произведения LC фильтра, частоту сети и тип выпрямителя. Пользуясь этим графиком, можно также решить обратную задачу - найти величину произведения LC, необходимую для получения заданного коэффициента пульсации при данных частоте сети и схеме выпрямителя.

График на рис. 15-5 пригоден для расчета выпрямительных устройств, содержащих одно-звенный фильтр с индуктивным входом График дает правильную величину коэффициента пульсации при условии, если сопротивление конденсатора фильтра для основной частоты пульсаций значительно меньше сопротивления нагрузки. Если это условие не соблюдается, то истинный коэффициент пульсаций будет меньше, чем найденный по графику.

При составлении графика на рис. 15-5 было принято, что наинизшая первая гармоническая является единственной переменной составляющей выходного па-пряжения. Погрешность, возникающая в результате такого допущения, весьма незначительна. Это объясняется тем, что сопротивление фильтра для высших гармоник велико и их амплитуды значительно меньше амплитуды первой гармонической. Для определения коэффициента пульсации по графику на рис. 15-5 нужно зиать величину произведения /jiC, где / - частота сети, гц; L - индуктивность дросселя фильтра, гн; С-емкость конденсатора фильтра, мкф.

15-Зв. Минимальная индуктивность дросселя фильтра. Индуктивность дросселя L должна быть равна или больше критической индуктивности. Полезно, однако, делать L равным или большим оптимальной индуктивности. При этом, как было указано в § 15-2, оптимальная индуктивность равна удвоенной критической. Для получения в нестабилизиро-ванных выпрямительных устройствах весьма малого напряжения пульсаций (50 мв и меньше) необходимо помещать дроссель в положительный или отрицательный провод в соответствии с тем, для подачи какого напряжения (положи-

действующее значение напряжения половины вторичной обмотки ненагруженного трансформатора;

сопротивление половины вториЧ101 обмотки, амплитудное значение тока первичной об-

1 Задача услолшяется, если известно напряжение только ненагруженного трансформатора. В этом случае 1 апряжение трансформатора при полной нагрузке пожно найти из следующего выражения:

где L?2 - действующее значение напряжения половины вторичной рбмотки нагруженного трансформатора, „ i4

мотки;

о - постоянная составляющая тока нагрузки, Ri - сопротивление первичной обмотки, Ui - действующее напряжение первичной обмотки. 1 Коэффициент пульсации напряжения определяется из выражения

где Un - действующее значение напряжения пульсации,

Uq - постоянная составляющая выходного напряжения.



тельного или отрицательного относительно земли) предназначен выпрямитель 1. При неправильном включении емкость вторичной обмотки трансформатора по отношению к земле шунтирует входной дроссель, ухудшает условия сглаживания.

15-Зг. Минимальная емкость конденсатора фильтра. Минимальную величину емкости конденсатора С ограничивают два условия:

1. Емкость конденсатора С должна быть настолько большой, чтобы его сопротивление для частоты первой гармонической пульсации было меньше сопротивлен чя нагрузки. На основании этого требования составлен график на рис. 15-2. Для определения величины С служит уравнение (15-2).

Величина С, вычисленная по этому уравнению, будет обладать сопротивлением на самой нмкой частоте пульсаций, не превышающим одной пятой минимального сопротг "пения нагрузки,

796 ООО

стъ-> (15"2)

гДе мвн-минимальное активное сопроти.,

нге нагрузки, ом; „

fi - частота низшей гармоники (для . определения /, см. табл. 15-1); С - емкость конденсатора фильтра,, мкф.

1. Для обеспечения нормальной совместной работы источника питания и питаемого им радиотехнического устройства необходимо, чтобы полное выходное сопротивление источника питания, в данном случае выпрямительного устройства, на определенной частоте было меньше некоторой заданной величины. По отношению к нагрузке выходной конденсатор включен параллельно дросселю фильтра и элементам выпрямителя. Для некоторой частоты они могут образовать резонансную цепь, а это значит, что при использовании фильтра этого типа полное выходное сопротивление выпрямительного устройства на резонансной частоте фильтра и 1и близкой к ней будет больше сопротивления конденсатора. Начастотах,значительно более шсоких, чем резонансная, полное выходное сопротивление будет почти равным сопротивлению выходного конденсатора. На более низких частотах полное выходное сопротивление выпрямительного устройства приближается к чисто активному выходному сопротивлению, являющемуся суммой активных сопротивлений дросселя, вентиля и трансформатора.

Рассчитывая фильтр, следует выбрать индуктивность дросселя и емкость конденсатора настолько большими, чтобы их резонансная частота была намного ниже самой низкой частоты переменной составляющей тока нагрузки. С помощью такой предохранительной меры можно гарантировать, что полное выходное сопротивление выпрямительного устройства будет равно или меньше реактивного сопротивления выходного конденсатора 2.

Для того чтобы полное выходное сопротивление фильтра на некоторой частоте, далеко

отстоящей от резонансной, не превышало заданного максимального значения, величина емкости выходного конденсатора должна удовлетворять уравнению

159 000

С5г-77-, (15-3)

где Z„ - заданный максимум полного выходного сопротивления; /о - частота, при которой задано Z0 (обычно самая низкая из возможных частот переменной составляющей тока нагрузки);

С - емкость выходного конденсатора, мкф. Пример 15-2

Определить выходное постоянное напряжение для однофазного двухтактного мостового выпрямительного устройства со следующими параметрами:

Падение напряжения на каждом вентиле ... 15 т » » » дросселе фильтра . . 12 »

Действующее напряжение вторичной обмотки

трансформатора при полной нагрузке .... 1 415 »

Решение

1. Найдем выходное постоянное напряжение. Первоначально положим, что на дросселе и вентилях нет падения напряжения. Из табл. 15-1 найдем:

Фазное напряжение вторичной обмотки равно 1,111 X (выходное постоянное напряжение).

Выходное постоянное напряжение равно 0,9 X (фазное напряжение вторичной обмог-ки) = 0,9-1 450.= 1 305 е.

2. Рассчитаем выходное напряжение выпрямительного устройства с учетом потерь.

Выходное напряжение равно 1 305 - (падение напряжения на двух вентилях) - (падение напряжения на дросселе) = 1 305 - - (2 • 15) - 12 = 1 263 в.

Примечание. В однофазном двухтактном выпрямителе, включенном по схеме моста, постоянная составляющая тока нагрузки протекает через два вентиля одновременно.

Пример 15-3

Определить величины L и С фильтра, необходимые для получения на выходе трехфазного однотактиого выпрямителя коэффициента пульсаций напряжения, ие превышающего 0,4%. Выпрямитель питается от сети с частотой 60 гц и отдает на выходе 3 000 в при токе нагрузки, меняющемся в пределах 1-2 а. Величина полного выходного сопротивления выпрямительного устройства может быть любой.

Решение

1. Определим максимальное и минимальное сопротивления нагрузки:

выходное напряжение

н. макс -

1 См. Proc. IRE, 1934, vol. 22, p. 1040.

2 Такое утверждение автора ошибочно. Нетрудно показать, что выходное сопротивление выпрямителя с дроссельным фильтром всегда больше сопротивления конденсатора фильтра. (Прим. ред.)

минимальный ток нагрузки

ЗГЛОЗОООож;

выходное напряжение

максимальный ток нагрузки

3 000 , СГ1П = -= 1 500 ом.



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 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [138] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0091