1.2.2. Приклад розрахунку згладжувального п - подібного lc-фільтра
Вихідні дані:
1. Фільтр П - подібний;
2. Випрямлена напруга: U0 = 500 В;
3. Середнє значення струму в навантаженні: I0 = 250 мА;
4. Коефіцієнт пульсацій на вході: Kп.вх = 67%;
5. Коефіцієнт пульсацій на навантаженні (тобто на виході фільтра): Kп.вих = 0,1%;
6. Опір випрямляча rв = 126 Ом (ми визначили його при розрахунку випрямляча);
7.
Опір
навантаження Rн
= 2.103
Ом (ми
знайшли Rн
за вихідними даними U0
і
I0,
тобто
).
8. Вимірювання напруги на виході фільтра (або амплітуда першої гармоніки на виході фільтра U1m~): ΔUф = 30 В.
Як видно з вихідних даних, велика частина їх така ж як була задана для розрахунку випрямляча, тобто ми розраховуємо П - подібний LC-фільтр якраз для цього випрямляча.
1. Розраховуємо коефіцієнт згладжування вхідного конденсатора фільтра
2. Розрахуємо коефіцієнт пульсацій Г-подібної частини фільтра:
3. Розрахуємо необхідний коефіцієнт згладжування Г-подібної частини фільтра:
4. Визначимо параметри LC-фільтра:
5. Розрахуємо індуктивність дроселя фільтру, якщо ємність C2 однакова з C1 і дорівнює 20 мкФ:
6. Опір обмотки дроселя (індуктивності) фільтра постійному струму має бути не більше:
7.
Перевіримо на виконання умови 
щоб уникнути резонансу:
отже, умова виконується, тому що:
Тут ω0 – власна частота LC - фільтра; ω = 2πf – кругова частота пульсацій від схеми випрямлення (для однофазної схеми випрямляча (ми таку вибрали, m = 2)).
Небажані резонансні явища в схемі випрямляча при наявності LC-фільтра (тобто коли в LC-фільтрі виникають власні коливання з частотою ω0 і можуть посилювати пульсації вихідного струму, не виникнуть, тому розраховані нами Lф, Cф визначають власну частоту коливань фільтра ω0 такого значення, що умова виконується, тому, що 122 < 314, де ω – частота пульсацій).
1.3. Вихідні дані в залежності від варіанту для виконання розрахунку
випрямляча на основі прикладу, приведеному в Додатку 1
Таблиця 3.Вихідні дані для розрахунку випрямляча
№ варіанта |
U0, В |
I0, мА |
Kn вих, % |
U1, В |
fc, Гц |
1 |
465 |
240 |
0,15 |
220 |
50 |
2 |
480 |
245 |
0,2 |
220 |
50 |
3 |
510 |
250 |
0,25 |
220 |
50 |
4 |
505 |
240 |
0,22 |
220 |
50 |
5 |
510 |
235 |
0,17 |
220 |
50 |
6 |
520 |
245 |
0,2 |
220 |
50 |
7 |
500 |
235 |
0,19 |
220 |
50 |
8 |
500 |
240 |
0,18 |
220 |
50 |
9 |
490 |
215 |
0,23 |
220 |
50 |
10 |
495 |
220 |
0,15 |
220 |
50 |
11 |
500 |
230 |
0,14 |
220 |
50 |
12 |
510 |
225 |
0,16 |
220 |
50 |
13 |
490 |
235 |
0,22 |
220 |
50 |
14 |
505 |
240 |
0,18 |
220 |
50 |
15 |
500 |
230 |
0,2 |
220 |
50 |
16 |
510 |
235 |
0,25 |
220 |
50 |
17 |
490 |
215 |
0,15 |
220 |
50 |
18 |
495 |
220 |
0,21 |
220 |
50 |
19 |
500 |
240 |
0,17 |
220 |
50 |
20 |
505 |
235 |
0,2 |
220 |
50 |
21 |
510 |
215 |
0,18 |
220 |
50 |
22 |
500 |
220 |
0,15 |
220 |
50 |
23 |
495 |
210 |
0,16 |
220 |
50 |
24 |
490 |
225 |
0,17 |
220 |
50 |
25 |
500 |
240 |
0,22 |
220 |
50 |
1.4. Вихідні дані в залежності від варіанту для виконання розрахунку
згладжувального фільтра на основі прикладу, приведеному в Додатку 1
Таблиця 4.Вихідні дані для розрахунку згладжу вального фільтра
№ варіанта |
U0, В |
I0, мА |
Kn вх, % |
Kn вих, % |
rв, Ом |
Rн, Ом |
ΔUф, В |
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 |
490 495 500 498 505 502 496 510 505 503 501 495 498 500 505 497 501 503 502 498 500 501 503 505 497 |
260 266 269 255 260 265 257 270 265 261 262 260 255 265 270 258 264 255 270 265 271 268 263 258 269 |
68 70 65 67 65 68 66 65 69 70 68 65 70 75 72 73 69 65 74 68 66 71 73 69 70 |
0,12 0,11 0,15 0,13 0,14 0,15 0,13 0,12 0,11 0,14 0,13 0,12 0,15 0,14 0,13 0,12 0,15 0,13 0,14 0,12 0,15 0,13 0,11 0,14 0,12 |
125 120 130 127 125 129 122 123 125 135 129 125 130 135 128 125 132 135 133 129 130 131 132 133 134
|
2.103 2.103 2,3.103 2,1.103 2.103 2,2.103 2,1.103 2.103 2,3.103 2,1.103 2,2.103 2,3.103 2.103 2,1.103 2,2.103 2.103 2,2.103 2,3.103 2.103 2,1.103 2,2.103 2.103 2,2.103 2,3.103 2.103 |
29 30 32 31 30 28 32 31 32 30 28 27 29 28 26 31 32 30 33 27 28 31 32 26 30 |