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

Сумма /?три сопротивления вентиля RiB дает Внутреннее сопротивление выпрямителя RB0. В схеме однотактиого выпрямления активное сопротивление трансформатора равно сопротивлению всей вторичной обмотки плюс сопротивление первичной обмотки, перечисленное во вторичную.

Из сказанного следует, что эффективное сопротивление выпрямителя RBa равно активному сопротивлению трансформатора RTp плюс эффективное сопротивление вентиля Ria.

Для любого значения RTV можно подсчитать соответствующие величины эффективного тока выпрямителя 1а, максимального напряжения Um ненагруженного трансформатора и потерь в меди трансформатора /2а /?тр. В практических расчетах значением RTp обычно задаются, а ос-


выходная мощность выпрямительного устройства, вт

Рис. 15-I5. Графикзависимости выходной мощности от мощное 1 и потерь в меди трансформатора для типоього выпрямителя с емкостным фильтром.

тальные связанные с ним величины определяются. После того как величина RTp выбрана и подсчитаны полные потерн в меди трансформатора1, полезно, пользуясь графиком на рис. 15-15, сравнить подсчитанную величину потерь с полными потерями в меди типового трансформатора, работающего в выпрямительном устройстве на фильтр с емкостным входом. Конечным этапом расчета будет являться выбор готового трансформатора, параметры которого для Um, RTp и действующего значения тока вторичной обмотки сравнимы с величинами, подсчитанными исходя из какого-либо пробного значения RTp.

Может случиться, что у выбранного трагс-форматора при подходящих величинах RTp слишком велико Um. Такой трансформатор можно использовать, если между конденсатором фильтра и средней точкой вторичной обмотки трансформатора включить добавочное сопротивление, гасящее избыток напряжения.

Примем RT„ = 130 ом; тогда RBa будет 130 + 162 = 292 ом. Для большей устойчивости напряжения выпрямителя naCRu выбирается правее перегиба кривой на графике на рис. 15-11. Необходимым условием для этого является достаточно большая величина naCRn.

В данном примере = 0,044; соответ-

1 В двухтактном выпрямителе илн выпрямителе с удвоением напряжения полные потери в медн трансформатора равны 21 R

ствующая этому величина у= , определяемая

по графику на рис. 15-11, будет приближенно равна 2,5. Это дает /а«а0,188 а. Полные потери в меди трансформатора I2a Rjp = 0,1882 X X 130 = 4,6 вт. Прн сверке с графиком на рис. 15-15 видно, что принятая вначале величина Ятр является типовой, так как вычисленное выше значение потерь в меди характерно для трансформаторов, применяемых в выпрямительных устройствах, содержащих фильтр с емкостным входом и отдающих выходную мощность порядка 37,5 вт, т. е. как раз 500 • 0,075.

Для дальнейшего расчета потребуются следующие найденные ранее величины:

RJp = 130 ом; RBa = 292 ом;

=0,044.

5. Определим среднее и минимальное значения сопротивления выпрямителя:

Яво = Ятр + Ri0 = 130 + 171 = 301 ом; Яв м„„ = Ятр + Ri мин = 130 + 150 = 280 ом.

6. Найдем величину отношения

/?во 301

6 • 670

7. По графику на рис. 15-8 определим

-в-. Имеется в виду, что величина соС/?„ U т

достаточно велика для того, чтобы обеспечить работу на прямолинейном участке кривой, что способствует получению высокой степени стабильности напряжения выпрямителя.

: 0,045.

0,78.

8. Рассчитаем - эффективное напряжение вторичной обмотки U3;

(7ВЫХ= 0,78 Um;

500 = 0,78 V2 Ua;

(У, = 453 в.

9. Найдем

яЯ„ «Я„ я=1 (из рис. 15-11), то в™ = = 0,042;

Ява . 292 nRl

R, Я-

Так как 280

«Ян

6 670-°044; = 0,044 (из п. 4).

1 • 6 670

10. Теперь рассчитаем величину С, необходимую для получения коэффициента пульсации, не превышающего 2%. В п. 4 величина

-~ была найдена равной 0,044. С другой Ян

стороны, из графика на рис. 15-12 следует, что для получения коэффициента пульсации, равного или меньше 2%, мС/?и должно быть равьо



§ 15-5]

Сглаживающие LC и RC фильтры для выпрямительных устройств

с

= 29,5 • 10-" # = 29,5 мкф.

или больше 74, а поскольку u>CRis - 74, где <•> = 2я/с, то

74 <о#„

Примечание. В пп. 4 и 7 было обусловлено, что величина a>CR достаточно велика для того, чтобы обеспечить работу на прямолниейиом участке кривых, приведенных на рис. 15-8 и 15-11.

Поскольку aCR„ = 74, условие выполнено. В противном случае величину емкости С можно было бы увеличить так, чтобы u>CRn стало достаточно большим. Это повело бы также к дальнейшему снижению коэффициента пульсации.

11. Определим величины и 1та: 1ол

Rb мин

0,042

(из п. 9)

rw>CRH = 74 (из п. 10).

Следовательно, по графику на рис. 15-11 1п

= 6,8

6,8 • 0,075 = 0,51 а.

Примечание. /

должно быть сверено

с максимальной величиной допустимого тока веигиля.

Выводы. В предыдущем пункте было найдено, что 1та - 510 ма, или 255 ма на анод. Обращаясь к графику на рис. 15-7, видим, что соответствующее этому току минимальное сопротивление вентиля R[ мин для двух анодов, включенных параллельно, равно приблизительно 125 ом. Поскольку эта величина достаточно близка к первоначально выбранной, расчет можно считать законченным.

Согласно результатам, полученным в пп. 4 v 8, трансформатор должен иметь следующие данные:

Эффективное значение напряжения вторичной

обмотки....................453 в

Эффективное значение тока вторичной обмотки 133 ма Сумма сопротивлений вторичной и первичной обмоток, перечисленных во вторичную .... 130 ом

Если трансформатор обладает сопротивлением, значительно меньшим 130 ом, в результате чего выходное напряжение получится слишком высоким, необходимо последовательно со вторичной обмоткой трансформатора включить добавочное гасящее сопротивление. Если, наоборот, сопротивление трансформатора заметно больше 130 ом, вследствие чего выходное напряжение получится слишком низким, необходимо увеличить эффективное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

15-5. СГЛАЖИВАЮЩИЕ LC И RC ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

§ 15-3 и 15-4 позволяют рассчитать выходное напряжение и коэффициент пульсации для выпрямительных устройств, содержащих одно-

звенные фильтры с индуктивным или емкостным входом. В этом параграфе дается анализ выпрямительных устройств, имеющих одно нли несколько дополнительных LC или RC фильтрующих звеньев, схемы которых показаны на рис. 15-16 и 15-17.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения до необходимого минимума включают одно или несколько фильтрующих звеньев. Если общая величина L и С или R и С последовательно включенных фильтрующих звеньев остается постоянной, то максимальное сглаживание пульсаций достигается тогда, когда все звенья имеют одинаковые по величине элементы LC или RC.

Кроме того, для каждой величины произведения L, С и /2 при LC фильтрах и произведения RC и /при RC фильтрах существует некоторое оптимальное число одинаковых звеньев, обеспечивающих максимальное сглаживание пульсаций. В произведениях LC/- и RCf С, L и R представляют собой суммы соответствующих величин последовательно


1Гт I "

elta

Рис. 15-16. 1 -образный сглаживающий LC фильтр.

ян-Рис. 15-17. Г-образ-иый сглаживающий RC фильтр.

включенных звеньев, a f обозначает основную (низшую) частоту пульсаций.

Оптимальное число фильтрующих звеньев определяется по графикам на рис. 15-18 и 15-19.

Как правило, RC фильтры применяются в устройствах небольшой мощности и когда не предъявляется жестких требований к стабильности напряжения выпрямителя.

В устройствах большой мощности, когда желательны небольшое падение напряжения на внутренних сопротивлениях и более высокая стабильность, ставят LC фильтры.

Полное выходное сопротивление нестабили-зированных выпрямительных устройств, содержащих LC или RC фильтрующие звенья, является функцией частоты. Поэтому следует принимать особые меры против того, чтобы это сопротивление не оказалось слишком большим на частотах рабочих токов, протекающих через нагрузку.

Выходной конденсатор сглаживающего фильтра, состоящего нз последовательно включенных LC звеньев, если рассматривать его со стороны нагрузки, включен параллельно элементам предыдущих звеньев и на одной или нескольких частотах может образовывать с этими элементами резонансную цепь.

На этих частотах полное выходное сопротивление выпрямительного устройства будет значительно больше реактивного сопротивления выходного конденсатора.

Это явление крайне нежелательно, когда нагрузкой является какой-либо усилитель, так как для нормальной работы усилителя необходимо, чтобы полное выходное сопротивление



выпрямительного устройства оставалось очень малым в пределах широкой полосы частот. Точное определение полного выходного сопротивления весьма сложно. На практике подбирают такие величины L и С, которые были бы до-

В тех немногих случаях, когда полное выходное сопротивление нз-за резонансных явлений внутри фильтра становится слишком большим, емкость выходного конденсатора необходимо увеличить.


Рис. 15-18. I рафик зависимости коэффициента сглаживания пульсаций от величины LCf для

LC фильтров

(Здесь L - в гн, С - в мкф, j - частота пульсации, гц.)

§ "О

g 10

R/3 R/3 R/3

- еесузфф1

Чых el-

i~0-1---1-1-

Оптимальная схемо

- f-C

It н/г

ZZbt-t 1 я~т

%г 1"/?Ф С/2± евЬ1Т

i-0--А-*-0-f

Оптимальная схема

Одно звено Два звена -Три Звена Четыре звена

. . Т

-1-0 4

Оптимальная схема >

Г 60

зо

w

Ю4 Ш

10°

Рис 15-19. 1 рафик зависимости коэффициента улаживания пульсаций от величины RCj для

RC фильтров

(Здесь R - в ком, С - в мкф, j - частота пульсации, гц )

оаточны для получения заданного коэффициента сглаживания пульсаций. Величину выходного конденсатора берут такой, чтобы его сопротивление на самой низкой частоте рабочего тока, протекающего через нагрузку, было меньше максимально допустимого.

Полное выходное сопротивление выпрямительного устройства, содержащего RC фильтр, меньше сопротивления выходного конденсатора. Резонансные явления в таком фильтре отсутствуют.

На рис. 15-18 и 15-19 приведены графики для определения коэффициента сглаживания



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



0.002