Методичні вказівки за розрахунком згладжувальних фільтрів

Вибір згладжувального фільтра випрямляча необхідно проводити враховуючи потужність випрямляча і опір навантаження.

У потужних випрямлячах, коли більше десяти кіловат, необхідно використовувати індуктивний фільтр. Індуктивність фільтра визначається за виразом [1]:

(7)

де  – активний опір навантаження випрямляча (у потужних випрямлячах величина становить частки Ома);

– коефіцієнт пульсації випрямленої напруги на виході фільтра за першою гармонікою.

У випрямлячах малої потужності необхідно використову­вати прості ємнісні фільтри.

Ємність згладжувального конденсатора для однотактного випрямляча визначають за виразом [1]:

. (8)

Для двотактних випрямлячів величина ємності згладжувального конденсатора може бути обчислена за виразом

. (9)

У випрямлячах при струмі навантаження більше  А доцільно застосовувати Г-подібний індуктивно-ємнісний (LC) фільтр.

Величину індуктивності -фільтра визначають з умови забезпечення безперервності струму в ній [1]. Тоді

(10)

де .

Величину ємності фільтра обчислюють після вибору дроселя із залежності [2]:

, (11)

де  коефіцієнт фільтрації фільтру.

У тих випадках, коли опір навантаження випрямляча становить декілька тисяч Ом, необхідно використовувати Г-подібний активно-ємнісний (RC) фільтр [1].

Величину активного опору R-фільтра, як правило, беруть такою, що дорівнює , а величину С-фільтра знаходять з виразу

. (12)

Якщо навантаження має імпульсний характер, ємність вихідного конденсатора вибирати такою, щоб забезпечити необхідні параметри струму навантаження. Якщо задано допустиме спотворення імпульсу струму, виражене в допустимому зменшенні струму (напруга) за час його проходження , то

. (13)

При вимірюванні часу в секундах, струму  в амперах, напруги  у вольтах. Ємність конденсатора буде обчислена у фарадах.

У завданні задана шпаруватість імпульсів, мінімальне і номінальне значення струму навантаження. Необхідно знайти максимальне значення струму, а потім  ємність вихідного конденсатора.

Питання самоконтролю з дисципліни «Енергетична електроніка»

1. Двополуперіодна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активне навантаження. Часові діаграми, основні розрахункові співвідношення.

2. Двополуперіодна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активно-індуктивне навантаження. Часові діаграми. Вплив на роботу випрямляча індуктивності трансформатора.

3. Двополуперіодна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на ємнісне навантаження. Часові діаграми, основні розрахункові співвідношення.

4. Симетричні й несиметричні схеми множення напруги. Електричні схеми, часові діаграми.

5. Двополуперіодна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на двигун постійного струму. Електрична схема, часові діаграми.

6. Мостова схема керованого випрямляча однофазного струму, що працює на активне навантаження. Часові діаграми, основні розрахункові співвідношення.

7. Мостова схема керованого випрямляча однофазного струму, що працює на активно-індуктивне навантаження. Часові діаграми. Вплив на роботу випрямляча індуктивності трансформатора.

8. Мостова схема випрямляча однофазного струму, що працює на ємнісне навантаження. Часові діаграми, основні розрахункові співвідношення.

9. СІФУ. Вертикальний спосіб керування. Структурна схема, принцип роботи.

10. СІФУ. Горизонтальний спосіб керування. Структурна схема, принцип роботи.

11. Трифазна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активне навантаження. Часові діаграми. Вплив на роботу випрямляча індуктивності трансформатора.

12. Трифазна схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активно-індуктивне навантаження. Часові діаграми. Вплив на роботу випрямляча індуктивності трансформатора.

13. Фільтри, що згладжують. Характеристики. Порядок розрахунку Г-образного LC-фільтра.

14. Трифазна мостова схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активне навантаження. Схема, часові діаграми розрахункові співвідношення.

15. Трифазна мостова схема керованого випрямляча з нульовою точкою, що працює на активно-індуктивне навантаження. Схема, часові діаграми розрахункові співвідношення.

16. Комутація діодів потужного випрямляча, яка з’являється за рахунок індуктивності обмоток трансформатора на прикладі мостової однофазної схеми. Вплив комунікаційних процесів на роботу трансформатора.

17. Параметричні стабілізатори напруги. Схеми, принцип роботи, розрахунок.

18. Стабілізатори компенсаційного типу. Принцип побудови й структурні схеми. Порівняльні характеристики.

19. Компенсаційні стабілізатори напруги послідовного типу. Переваги й недоліки. Регулюючі елементи СН. Основні розрахункові співвідношення.

20. Компенсаційні стабілізатори напруги паралельного типу. Переваги й недоліки. Регулюючі елементи СН. Основні розрахункові співвідношення.

Список літератури

1. Промислова електроніка: підручник / В. С. Руденко, В. Я. Ромашко, В. В. Трифонюк – К. : Либідь, 1993.

2. Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники / И. М. Чиженко, В. С. Руденко, В. И. Сенько.  М. : Высшая школа, 1981. – 423 с.

3. Полупроводниковые выпрямители / ред. : Ф. И. Ковалев, Г. П. Мостовая.  М. : Энергия. 1978. – 447 с.

4. Иванов-Цыганов А. И.  Электропреобразовательные устройства РЭС / А. И. Иванов-Цыганов . – М. : Высш. шк., 1991.

5. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры / ред. Г. С. Найвельта. – М. : Радио и связь, 1986.  576 с.

6. Гершунский Б. С. Справочник по расчету электронных схем / Б. С. Гершунский.  К. : Высшая школа. 1983.