Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Lektsia_18

.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
30.05.2020
Размер:
251.9 Кб
Скачать

Лекція 18

Тема: «Згладжуючі фільтри. Керовані тиристорні випрямлячі, їх робота, переваги».

Мета: «Розглянути будову та особливості згладжуючих фільтрів, засвоїти принцип роботи керованих тиристорних випрямлячів, їх переваги та недоліки».

Література: Л1, ст. 437..443; Л2, ст. 360..367, 370.

Основні питання:

1. Згладжуючі фільтри. Основні відомості.

2. Ємнісний фільтр.

3. Індуктивний фільтр.

4. Комбіновані фільтри.

5. Керовані випрямлячі.

  1. Згладжуючі фільтри. Основні відомості.

В більшості випадків при живленні електронної апаратури допускається невелика пульсація випрямленої напруги. Між тим на виході основних схем випрямлення пульсація набагато перевищує допустиму.

Згладжуючі фільтри застосовуються для зменшення змінної складової випрямленого сигналу, тобто для зниження пульсацій.

Якість фільтра характеризується коефіцієнтом згладжування q, величина якого визначається відношенням:

де Кп і Кпкоефіцієнти пульсації до (Кп) і після (Кп) згладжуючого фільтра.

Основною вимогою, яка пред’являється до згладжуючи фільтрів, являється максимально можливе зменшення змінних складових випрямленого струму і напруги. Разом з тим при складанні схем згладжуючи фільтрів необхідно прагнути до того, щоб постійна складова випрямленого струму повністю пройшла через опір навантаження, а втрати постійної складової випрямленої напруги в елементах фільтра були мінімальними.

В якості основних елементів для фільтрів застосовують реактивні елементи - конденсатор і котушку індуктивності.

  1. Ємнісний фільтр.

На схемі однопівперіодного випрямляча (рис. 1) ємнісний фільтр виконаний у вигляді конденсатора Сф, включеного паралельно навантажувальному резистору Rн. Конденсатор Сф заряджається через діод до амплітудного значення напруги U2 в моменти часу, коли напруга U2 на вторинній обмотці трансформатора перевищує напругу на конденсаторі. Коли напруга Uс > U2, діод закритий і конденсатор розряджається через навантажувальний опір Rн з постійною часу T.

Рис. 1.

Чим більше ємність конденсатора, тим повільніше він розряджається і тем менші пульсації вихідної напруги. Однак, зі збільшенням ємності збільшуються габарити конденсатора.

Величину ємності CФ вибирають з таким розрахунком, щоб , де T - період змінної складової випрямленої напруги.

Застосування ємнісного фільтра раціональне для малих навантажень, тобто при великих значеннях .

  1. Індуктивний фільтр.

Котушка індуктивності (дросель) включається послідовно з навантаженням (рис.2).

Рис. 2.

Робота фільтра заснована на тому, що в дроселі внаслідок зміни струму виникає ЕРС самоіндукції, спрямована вбік, протилежний струму при його збільшенні, і вбік, що збігається зі струмом при його зменшенні. Таким чином, струм вирівнюється, тобто відбувається згладжування пульсацій. Індуктивність L вибирають виходячи з умови , де T - період змінної складової випрямленої напруги.

Індуктивний фільтр працює більш ефективно при великих навантаженнях, тобто малих значеннях . Коефіцієнт пульсацій у такого фільтру зі зменшенням зменшується, звідси й випливає доцільність його використання при великих струмах навантаження.

Недоліком індуктивного фільтру являються стрибки зворотної напруги на діодах через виникнення ЕРС самоіндукцію.

  1. Комбіновані фільтри.

Існують комбіновані L - C фільтри. наприклад, Г - образний, П - образний, Т - образний згладжуючі фільтри (рис. 3).

Г-образний П-образний Т-образний

Рис. 3

Ці фільтри сполучають у собі властивості індуктивного і ємнісного фільтрів та забезпечують більш якісне згладжування, ніж індуктивні або ємнісний фільтри.

Конденсатор чинить шунтуючу дію для змінного струму. В свою чергу індуктивність являється перешкодою для проходження змінного струму. Якщо комбінований фільтр представити як послідовне з'єднання окремих ланок - найпростіших фільтрів, то загальний коефіцієнт згладжування дорівнює добутку окремих коефіцієнтів:

  1. Керовані випрямлячі.

На практиці в більшості випадків випрямляючі установки повинні забезпечувати можливість плавного регулювання випрямленої напруги U0. Але при використанні звичайних випрямних діодів таке регулювання виконати важко.

Більші можливості дає використання в схемах випрямлення керовані вентилі – тиристори.

На (рис. 4, а) наведена схема найпростішого однофазного однопівперіодного керованого випрямляча на тиристорі. Керування випрямленою напругою зводиться до затримки в часі моменту включення тиристора Д1 по відношенню до моменту природного включення за рахунок напруги, прикладеної між його анодом і катодом. Це здійснюється регулюванням кута зсуву фаз між анодною напругою і напругою, яка подається на керуючий електрод тиристора. Такий зсув фаз називають кутом керування α. Керування величиною α у випрямлячі (рис. 4, б) виконують за допомогою фазо обертаючого ланцюга R1R2C1. В залежності від опору змінного резистора R1 кут керування α може змінюватися в межах від 0 до 90°, що дозволяє плавно регулювати випрямлену напругу, яка показана на (рис. 4, б) штриховкою.

Зі збільшенням кута α величина U зменшується. При цьому збільшуються пульсації випрямленої напруги і зменшується ККД випрямляча. Це являється основним недоліком керованих випрямлячів.

Контрольні питання:

1. Яку функцію виконує згладжуючий фільтр?

2. Що показує коефіцієнт згладжування?

3. Як працює ємнісний фільтр?

4. Які недоліки індуктивного фільтру?

5. В чому переваги комбінованих фільтрів?

6. На чому заснований принцип роботи керованих випрямлячів?

7. Яким чином можна керувати випрямленою напругою?

4

Соседние файлы в предмете Электротехника