Hren'

  • 08 дек. 2011 г.
  • 1007 Слова
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Кафедра «Автоматизированные электропривода»

Лабораторная работа № 2
по дисциплине: «Силовая преобразовательная техника»
на тему: “Исследование сглаживающих фильтров”

Выполнил студент гр. ЭП-32:
Типанкова О.Н,

Принял преподаватель:ПогуляевМ.Н.

Гомель 2011

Цель работы:
ознакомиться со схемами, принципом действия и методами расчета сглаживающих фильтров.
Теоретические сведения
Сглаживающие фильтры применяются для фильтрации выпрямленного напряжения и наиболее простые выполняются на реактивных элементах (рис.1).
Напряжение после выпрямителя можно представить суммой среднего значения (постоянной составляющей) Udи напряженияпульсацийuп(t)
.
Принцип действия фильтров заключается в создании высокого сопротивления для переменной составляющей тока (при последовательном включении индуктивности), или шунтированием нагрузки цепью с малым сопротивлением переменной составляющей (при параллельном включении емкости), при применении одновременно двух путей (Г-образный LC-фильтр).
Расчет фильтров ведется для первой (основной) гармоники покоэффициентам пульсаций или по коэффициенту сглаживания. Коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтра
, ,
где Ud1m, Udф1m – амплитудные значения напряжений первой гармоники на входе и выходе фильтров;
Ud, Udф – соответствующие средние значения.
Коэффициент сглаживания
S = q1вх /q1вых.
Для индуктивного и LC-фильтра (рис.1, а и б) можно принять, что падение напряжения в фильтре по постояннойсоставляющей равно 0, т.е. Ud = Udф, тогда
.
При токе первой гармоники Iп1m напряжение на выходе фильтра при отсутствии емкости
,
а для LC- фильтра с учетом
,
.
Напряжение на входе индуктивного фильтра с учетом
.
на входе Г- образного
.
Тогда коэффициенты сглаживания:
для индуктивного фильтра
.
для Г – образного LC-фильтра
,
где fc – частота питающей сети;
m – фазность схемы выпрямления (m=1для однополупериодной схемы; m=2 для двухполупериодной и мостовой схем).
При проектировании фильтров обычно принимают
и .
Если требуемое значение S>100, то как правило применяют многозвенные на реактивных элементах или транзисторные фильтры.
Простейший емкостной фильтр (рис.1, в) применяется при высокоомной нагрузке, когда конденсатор оказывается приемлемых габаритов и импульсы зарядноготока конденсатора имеют допустимое значение для диодов выпрямителя. Расчет величины требуемой емкости производят по коэффициенту пульсаций первой гармоники.
.
Для реальных L– и Г– образного LC- фильтров с учетом активного сопротивления дросселя коэффициенты сглаживания будут соответственно равны
, ,
где Rдр – активное сопротивление обмотки дросселя.
Для однофазного однополупериодноговыпрямителя коэффициент пульсаций по первой гармонике q1вх=1.57, для мостового q1вх=0.67
Большим коэффициентом сглаживания обладают LC- фильтры с компенсацией и резонансные фильтры. В схеме LC-фильтра с компенсацией (рис. 1, г) кроме основной обмотки I используется компенсационная обмотка II дросселя L2.
д)
L2
Ud
C3
SA6
C4


SA5
L1
L2

Ud
а)
C1
SA5
SA6
C2
L1
L2

Ud
б)
C3
SA6C4

Ud
в)
L2
SA5
Ud
C3
SA6
C4

I
II
г)
L2


L1
Ud
е)
Рис. 1электрические схемы исследуемых фильтров:
а) – индуктивного; б) – Г - образного LC – типа;
в) – емкостного; г) – индуктивного с компенсацией;
д) – с параллельным резонансным контуром;
е) – с последовательным резонансным контуром.

Резонансные фильтры образуются из обычного LC- фильтра путем либо включениемпараллельно индуктивности дросселя L2 емкости конденсатора СФ (фильтр с параллельным резонансным контуром (рис.1, д)), либо последовательного включения емкости СФ и дросселя L2 (фильтр с последовательным резонансным контуром (рис.1, е)).
По сравнению с обычным Г– образным LC– фильтром коэффициенты сглаживания резонансных фильтров при правильной их...
tracking img