Приближенно можно считать, что прямое падение напряжения у кремниевых диодов равно 1 В

.

.

Если расчетное значение переменной составляющей превышает допустимое для данных частот и температуры, то следует либо выбрать конденсатор не большее рабочее напряжение, либо увеличить емкость и тем самым уменьшать переменную составляющую до требуемого значения [53, 12].

Обычно с увеличением температуры окружающей среды допустимое значение напряжение на конденсаторе снижается, поэтому конденсатор надо выбирать с напряжением на 15-20% выше напряжения холостого хода, учитывая при этом также напряжения, которые могут возникать при запуске схемы и резкий изменениях тока нагрузки.

Емкость электролитических конденсаторов существенно зависит и от температуры окружающей среды. Она резко уменьшается при отрицательных температурах, что следует обязательно учитывать при проектировании.

Выбор конкретных значений и производится таким образом, чтобы получить наименьшую массу. В первом приближении необходимо, чтобы массы дросселя фильтра и выходного конденсатора были примерно равны другу.

Индуктивно-емкостные фильтры применяются в выпрямителях на токи от единиц до сотен ампер.

6.3.Расчет индуктивного фильтра

Если в выражении (II) для коэффициента сглаживания положить , то получим коэффициент сглаживания индуктивного фильтра

Рис.10

.

Так как активное сопротивление дросселя составляет примерно , то отношением по сравнению с единицей в формуле можно пренебречь. В этом случае получим приближенное значение коэффициента сглаживания индуктивного фильтра

Из этого выражения определяется величина индуктивности

Достоинством индуктивного фильтра является его простота. К недостаткам можно отнести следующее:

1. При отключении сопротивления нагрузки или при его резком изменении возникают перенапряжения, т.к. в дросселе появляется э.д.с. самоиндукции.

Для исключения больших перенапряжений при скачкообразном сбросе тока нагрузки необходимо шунтировать дроссель диодом в направлении обратному току выпрямителя.

2. Непостоянство сглаживающего действия фильтра при изменении сопротивления нагрузки (с увеличением тока нагрузки индуктивность дросселя уменьшается, и сглаживание дросселя снижается).

Несмотря на указанные недостатки, индуктивные фильтры на практике используются часто. Как видно из формулы, для они эффективны в многофазных схемах выпрямителей при больших мощностях, т.е. когда мало.

Широко индуктивные фильтры применяются в сильноточных низковольтных выпрямителях (с токами до 50-100 А), работающих при неизменных токах нагрузки.

Таким образом, индуктивные и индуктивно-емкостные фильтры в выпрямителях применяются, как правило, при токах нагрузки свыше одного ампера.

6.4. Расчет активно-емкостного фильтра

Полагая в выражении (II) , а получим формулу для

Рис.11

где . определения коэффициента сглаживания Г-образного активно-емкостного фильтра на рис.11.

Так как обычно на практике >>1, то из этого выражения определяют величину емкости С конденсатора

.

Полагая при этом, что .

При величине напряжение на входе фильтра , а КПД фильтра равен 0,8.

Активно-емкостной Г-образный фильтр применяется в устройствах малой мощности (примерно 10-15 Вт). В таком фильтре создается относительно большое падение напряжения, и имеют место значительные потери энергии на резисторе , но габариты и стоимость такого фильтра меньше, чем индуктивно-емкостного.

6.5.Расчет емкостного фильтра

Выпрямители с емкостной реакцией нагрузки (с емкостным фильтром рис. 12) применяются в источниках электропитания малой мощности и током не более 1 А. Для хорошего сглаживания пульсации необходимо, чтобы .

Расчет схем с емкостной реакцией производится в следующей последовательности [53].

Рис.12

обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке [60]:

, где - магнитная индукция в магнитопроводе для трансформаторов до 1000 ВА, принимается 1,2-1,6 Тл для сети Гц и 1,0-1,3 Тл для сети 400 Гц или выбирается по кривым ; - число стержней магнитопровода трансформатора, несущих обмотки (=1 для магнитопроводов типа IIIЛ и 0Л, =2 для магнитопроводов типа IIЛ с обмотками на обоих стержнях, =3 – для трехфазных трансформаторов);

- частота тока питающей сети;

- коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, определяется по таблицам [53] (например, он равен для мостовых схем: однофазной – 3,5·10³, а трехфазной – 4,5·10³).

2. Определяется параметр А, зависящий от угла отсечки диода, по формуле ,

где - сопротивление фазы выпрямителя:

.

Здесь - количество последовательно включенных и одновременно работающих диодов.

- сопротивление диода в прямом направлении (определяется из его вольтамперной характеристики).

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 387; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!