3 Выбор емкости фильтра

При переключении транзисторов выходного каскада импульсного усилителя разрывается цепь источника питания, обладающая некоторой индуктивностью. Это вызывает кратковременные перенапряжения на коллекторе запирающего транзистора. Для нейтрализации индуктивности источника питания последний должен шунтироваться конденсатором, емкость которого достаточна для снятия этих перенапряжений. В системах “преобразователь-двигатель” замыкание тока якоря в направлении, обратном напряжению питания, возможно только через конденсатор фильтра. Следовательно, в симметричных реверсивных системах конденсатор является активным элементом схемы, как в генераторном, так и в двигательном режиме работы привода. Условия работы фильтра в этом случае более тяжелые, чем в системах с несимметричной коммутацией.

Емкость конденсатора фильтра должна быть выбрана такой, чтобы обеспечить нормальную работу мостовой схемы при всех режимах работы электрической машины в приводе.

а)

б)

Рисунок 6 - Токи и напряжения в мостовой схеме с симметричным переключением транзисторов: а – кривые напряжений и токов; б – контуры замыкания токов в мостовой схеме

Предположим, что электрическая машина работает в установившемся двигательном режиме и в течение периода существует интервал времени, когда вентили выпрямителя открыты и напряжение на входе мостовой схемы равно напряжению питания. Кривые напряжения и тока в выходной цепи усилителя для этого случая приведены на рисунке 6. Здесь же изображены контуры тока якоря в различные интервалы периода. В более общем случае, когда ток в приемнике знакопеременен, весь период Т может быть разделен на пять участков 1-5 (рисунок 6), каждому из которых соответствует определенный контур замыкания тока.

В начале интервала Т (участки 1, 2), когда открыты транзисторы Т₁ , Т₃, ток якоря замыкается через конденсатор фильтра, вызывая изменение напряжения на нем. В конце участка 2 конденсатор разряжается и и_с=U. В этот момент открываются вентили выпрямительного устройства, и ток i_Я на протяжении участка 3 течет через источник питания. При переключении триодов моста ток якоря вновь начинает замыкаться через конденсатор фильтра, заряжая его (участок 4), При изменении знака тока последний протекает через открытые транзисторы Т₂, Т₄ (участок 5). Таким образом, вентили в цепи питания оказываются запертыми на протяжении 1,2,4 и 5-го участков периода, при этом происходит обмен энергией между электромагнитными полями конденсатора фильтра и обмотки якоря машины.

Допустим, что ток в конденсаторе не оказывает существенного влияния на величину и форму тока в якоре и колебания напряжения на входе мостовой схемыдостаточно малы. Тогда, задаваясь допустимым увеличением напряжения на входе моста, емкость конденсатора в симметричной реверсивной системе может быть определена из выражения