5. Розрахунок параметрів фільтра
Загладжування пульсацій напруги в ланці постійного струму здійснюється за допомогою Г-подібних або П-подібних LC-фільтрів.
Значення ємності конденсатора визначається рівнем пульсацій напруги в ланці постійного струму ΔUс. Якщо врахувати, що допустимі пульсації напруги не перевищують 0,1·Udн та знехтувати зміною струму при зміні напруги на конденсаторі фільтра, то можна прирівняти струм навантаження зарядному або розрядному струму конденсатора. У цьому разі ємність конденсатора визначається за формулою
,
(27)
Ф
де
–
електромагнітна постійна часу кола
навантаження, с.
с
В = е – Т/(2·Тн), (28)
В = е – 0,02/(2·0,001409)=8.625·10-4
де T=1/f2н період вихідної напруги автономного інвертора, с.
T=1/50=0,02 с.
При зменшенні частоти вихідної напруги інвертора потрібна ємність конденсатора збільшується. При fi = 0 вона досягає найбільшого значення, яке визначається за формулою
(29)
Ф
Якщо ємність конденсатора визначати в мікрофарадах, то розрахункова індуктивність фільтра визначається в генрі, виходячи з потрібного значення коефіцієнта фільтрації
,
(30)
mH
де р – кількість пульсів випрямленої напруги за один період змінної напруги мережі живлення.
Значення
коефіцієнта фільтрації беруть за
узгодженням з керівником (kф=5
50).
Використовуючи отримані розрахункові значення Lф р та Сф р, необхідно вибрати конденсатор та дросель з урахуванням величини напруги та струму ланки постійного струму
. (31)
.
(32)
Таблиця 4.Параметри вибраного дроселя ФРОС
Тип реактора |
Номінальний постіний струм, А |
Ном. індуктивність, мГн |
Активний опір, мОм |
В |
L |
Н |
Масса кг |
ФРОС-65\0,5 УЗ |
65 |
1,5 |
6,8 |
260 |
260 |
610 |
82 |
Таблиця 5: Параметри конденсатора
Серія |
Uk, В |
Ск, мкФ |
EPOS |
400 |
1000 |
У випадку, якщо розраховане значення необхідної індуктивності велике, то слід збільшити ємнісну складову фільтра і заново перерахувати індуктивність.
Для перевірки слід дотримуватися того, що для 1 кВт навантаження потрібно 100 мкФ ємнісної складової фільтра.
Якщо допустима напруга конденсатора Uк не перевищує напругу ланки постійного струму Udн, рекомендується з'єднувати конденсатори в батарею. Для цього треба використовувати послідовно-рівнобіжне з'єднання, приклад якого зображений на рисунку 5. При цьому необхідно пам'ятати, що при послідовному з'єднанні конденсаторів сумарна ємність зменшується, а при рівнобіжному – збільшується.
Так як ємність одного конденсатора не велика, потрібно зібрати конденсатори у батарею. Вибираємо конденсатор серії EPOS ємністю 1000 мкФ і номінальною напругою 400 В. При з’єднанні конденсаторів у батарею, маємо ємність 1500 мкФ і напругу 800 В.
Рисунок 5. Електрична схема з'єднання конденсаторів у батарею
Резистори Rбі вибираються в межах 10 – 50 КОм. Вони потрібні для вирівнювання падіння напруги на конденсаторах.