Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

возникающего йри включении выпрямителя, необходимо положить L = Uh = о, что дает

KlcA

l e-M2>z:c)/cos + Asin + Ae-/(2>l-c)sin ,

Ра VLC

(6.138)

(t) = f 1 - е-</(2>Ес) cos +- sin

VLC 2а VLC}

. (6.139)


Рис. 6.33.

Как ток, так и напряжение имеют значительные неременные составляющие (рис. 6.33). При затухании, близком к нулю, напряжение

на выходе фильтра в макси-/т^ - муме практически в два раза

больше установившегося значения,

f/ ,x2£o/(l+rG). (6.140)

Такие напряжения весьма нежелательны для конденсатора фильтра и для радиоустройства, питаемого от данного источника. Максимальное значение тока дросселя зависит от характеристики контура, образующего фильтр, и при = о оказывается равным

/шах = [£ С/(1 +G)] [1 -f/1 +al{Gpfl (6.141)

При малом значении характеристики контура (р < 1/G) максимальный ток во много раз больше установившегося. Такой ток представляет серьезную опасность для вентилей выпрямителя и токонесущих проводов в мощных установках.

Для устранения перегрузок, возникающих при включении фильтра, напряжение Eq подают на фильтр не скачком, а плавно или применяют ступенчатое подключение. В последнем случае увеличение входного напряжения производят- несколькими небольшими но сравнению с полным значением £0 ступенями.

Другим способом гашения переходного процесса в фильтре является включение гасящих резисторов, которые увеличива'ют затухание фильтра и тем самым уменьшают как интенсивность возникающих в фильтре колебаний, так и время их успокоения. После успокоения переходного процесса, вызванного включением напряжения, эти резисторы замыкаются накоротко специальными реле, входящими в схему запуска источника питания.

Другим видом переходного процесса, связанного со значительными перенапряжениями, является процесс, возникающий при отключении и включении нагрузки. Начальными условиями в случае отключения нагрузки будут следующие значения тока дросселя и выходного напряжения:

/н = ад(Ц-/-С); (/ = £o/(l+/-G). (6.142)



Отключение нагрузки G разрывает контур, по которому протекает установившийся до этого ток 1 . Этот ток не может прекратиться мгновенно, так как протекает через дроссель!, и послеотключёния нагрузки течет целиком в конденсатор С, заряжая его. Напряжение на конденсаторе сначала повышается, а затем снижается и т. д. до установления нового состояния, в котором ток дросселя равен нулю, а напряжение на конденсаторе Eq-

Чтобы- определить напряжение на конденсаторе при этом переходном процессе, необходимо в выражении (6.137) положить G = О, а затем подставить значение / и U. После такой подстановки будем иметь

(О = £ojl- e--/()[Gr/(l-f rG)] х . . X [cos (at/VLC) + (d,./2a - l/d,a) sin {at/VbC)]}. (6.143)

При малом затухании d,. < 1 переходный процесс определяется практически полностью- последним синусоидальным слатаемым и максимальное напряжение на конденсаторе

. - UmEo(l+Gp/a), (6.144)

что при большой характеристике контура (р > 1/G) может значительно превысить Eq.

Для уменьшения перенапряжений, вызванных изменением тока нагрузки, следует уменьшить характеристику контура р. Однако при малой характеристике контура велики броски тока в индуктивности в момент включения выпрямителя.

Удовлетворить этим двум противоречивым требованиям и выбрать характеристику контура, образующего фильтр такой величины, чтобы получить и малые перенапряжения и малые броски тока, достаточно трудно. Часто для увеличения затухания переходных процессов в фильтре его индуктивность шунтируют резистором. На протекание постоян-, ной составляющей тока этот резистор не влияет, а колебания в фильтре затухают быстрее и имеют меньшую интенсивность. Коэффициент же сглаживания пульсаций таким фильтром при включении резистора уменьшается. Если в источнике питания между фильтром и нагрузкой включен стабилизатор напряжения, он должен выдерживать и отрабатывать аномально большие напряжения, получающиеся на выходе фильтра при отключении и колебаниях тока нагрузки.

Эти рассуждения лишь намечают пути подхода к проектирований) фильтра. Чтобы правильно его проектировать, нужно всесторонне учитывать конкретные особенности радиоустройств, являющихся нагрузкой .{(сточника питания.

§6.12. Выбор характера нагрузки двухфазного выпрямителя

Емкость конденсаторов фильтра и выпрямителя в реальных схемах настолько велика, что часто применяют батарею, состоящую из нескольких десятков конденсаторов. При проектировании. выпрямителя с /,С-фильтром приходится исходить ,из заданной вели-,



чины емкости всех конденсаторов, входящих в схему. Тут необходимо решить вопрос, куда выгоднее включать эти конденсаторы. Их можно включить все на выход LC-фильтра и тогда выпрямитель будет работать на нагрузку, начинающуюся с индуктивности (рис. 6.34, а), а конденсаторы, имеющие емкость С, вместе с дросселем L будут образовывать LC-фильтр.

Можно распределить конденсаторы в схеме по разным узлам, включив часть их на выход выпрямителя, часть на выход фильтра (рис. 6.34, б). В этом случае, выпрямитель работает на нагрузку, начинающуюся с емкости С^, а дроссель L с оставшейся частью конденсаторов Са служит фильтром.

Одно из положительных качеств схемы, работающей на нагрузку, начинающуюся с индуктивности, заключается в том, что габаритная

мощность трансформатора при ее применении будет меньше. Вторым показателем, по которому можно производить сравнение, является перегрузка, которую вентили выпрямителя испытывают в пусковом режиме. В схеме выпрямителя, работающе^ го на нагрузку, начинающуюся с емкости, в момент включения, пока не зарядился конденсатор Ci, вентили работают в тяжелом режиме, близком к короткому замыканию. Выпрямитель, нагрузка которого начинается с индуктивности, свободен от этого недостатка, ток вентилей нарастает в ней со скоростью, определяемой фильтром LC. Однако при малом характеристическом сопротивлении фильтра сопутствующие включению переходные процессы (см. рис. 6.33) также приводят к перегрузке вентилей выпрямителя. Поэтому оценка максимального тока вентиля, длительности его перегрузки должны производиться с учетом конкретной величины характеристического сопротивления фильтра, т. е. значения индуктивности его дросселя.

Третьим показателем, по которому проводят сравнение, является коэффициент пульсаций на выходе двух схем при одинаковых индуктивностях дросселя L. Но прежде необходимо выработать правило для выпрямителя, работающего на нагрузку, начинающуюся с емкости, определяющее распределение конденсаторов, входящих в общую батарею, между Ci и Са. Наименьшим коэффициент пульсаций будет при Ci = Ca = 0,5C. .

Ориентироваться в сравнительной величине пульсаций двухфазных схем выпрямителей можно но соотношению *(6.50), определяющему минимальную емкость конденсатора выпрямителя. Если емкость




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов