Работа выпрямителя на фильтр с индуктивной реакцией

Работа выпрямителя на фильтр, начинающийся с дросселя, аналогична работе выпрямителя на нагрузку активно-индуктивного характера (обмотка возбуждения генератора, обмотка электромагнитного реле, контактора и т. д.). Простейшая схема однофазного однотактного выпрямителя с индуктивным фильтром и активной нагрузкой показана на рис. 14.6, а. На графике рис. 14.6, б приведены кривые изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора и тока в цепи нагрузки.

Выпрямитель с индуктивным фильтром

Рис. 14.6. Выпрямитель с индуктивным фильтром: а — схема выпрямителя; б— форма кривых напряжения вторичной обмотки

трансформатора и тока в цепи нагрузки

Как видно, в проводящие полупериоды ток в цепи нагрузки под воздействием напряжения вторичной обмотки трансформатора 2 возрастает намного медленнее, чем само напряже-ние 2. Различие форм кривых тока и напряжения обусловлено противоЭДС индукции, возникающей в дросселе, которая замедляет нарастание тока в нагрузке. Когда напряжение начинает спадать, противоЭДС индукции изменяет свой знак и тормозит снижение тока в нагрузке. В результате время, в течение которого ток протекает по нагрузке, оказывается несколько большим, чем половина периода выпрямленного тока, как это было бы при чисто активной нагрузке. Следовательно, пульсации выпрямленного тока и напряжения на нагрузке будут меньшими. Очевидно, что дроссель, включенный последовательно с активным сопротивлением нагрузки, оказывает большое сопротивление лишь переменной составляющей тока. Поэтому для улучшения сглаживающего действия фильтра необходимо увеличивать индуктивность дросселя, чтобы

“~Лр»Я„ + Лдр>

где со~1 = /70) — частота первой гармонической составляющей выпрямленного напряжения (тока), а со — частота напряжения (тока) сети. Таким образом, чем больше постоянная времени цепи т = ?/(/?„ + /?др), тем лучше сглаживающее действие фильтра.

Для определения коэффициента сглаживания кс воспользуемся эквивалентной схемой (рис. 14.7). Здесь пульсирующее напряжение с выхода схемы выпрямления представлено в виде суммы двух составляющих: постоянной иср и переменной и~.

Ь

Х/=ры1

1 т

г^г>г.

к'п,и:

1 т

Рис. 14.7. Эквивалентная схема к расчету индуктивного фильтра

Активным сопротивлением дросселя вследствие его малости в дальнейших рассуждениях будем пренебрегать. При таких условиях коэффициенты пульсации до фильтра кп и после фильтра к'п соответственно можно записать так:

и.

1 т

и

ср

где и~т амплитуда первой гармоники переменной составляющей на входе фильтра; и~т амплитуда первой гармоники переменной составляющей после фильтра.

— полное сопротивление цепи.

гдег = ^«2+(рсоЬ)2

Поскольку при проектировании фильтров бывает задано к’п или кс, а требуется определить индуктивность дросселя, то, воспользовавшись полученным выражением (14.17), запишем

ея2 = я*+(р<оьу

откуда

  • (14.18)
  • 12 к2ся1222-1)
  • (рю)2 (/ко)2

Обычно >> 1, тогда

Тогда коэффициент сглаживания

и'

и

  • 1 т
  • 1 т

2+(/ко?)2

  • (14.17)
  • (14.19)

Из этой формулы видно, что для получения минимальной индуктивности дросселя при заданном коэффициенте сглаживания такие фильтры выгодно применять в многофазных и двухтактных схемах при малых сопротивлениях нагрузки.

Соотношения между параметрами нагрузки (?7ср, /ср) и параметрами элементов схемы выпрямления при включении индуктивного фильтра изменяются незначительно. Поэтому практически расчет выпрямителя с индуктивной реакцией можно выполнять по значениям, приведенным в табл. 13.1. Для уменьшения погрешности расчета используют рекомендации справочной литературы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >