Файл: Electron_SE.pdf

256

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

â³äïîâ³äຠ

J

1

, ïîêàçàíèé íà ÷àñîâèõ ä³àãðàìàõ, ÿê³ ³ëþñòðóþòü ðîáîòó

ñõåìè ³ íàâåäåí³ íà ðèñ. 9.13. Íà ä³àãðàì³ è

d

 òàêîæ âêàçàíî ïðîì³æêè,

íà ÿêèõ ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ çíàõîäÿòüñÿ â³äïîâ³äí³ ä³îäè.

u

d

u

2

u

â

4

i

à

i

â

4

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

u

à

u

â

u

ñ

ϑ

1

(u

à

-u

â

)

(u

à

-u

â

)

VD4

VD5

VD6

VD4

VD5

VD6

VD2

VD3

VD1

VD2

VD3

VD1

2

π

/3

u

ab

u

ca

π

2

π

3

π

m

U 

!

−

Ðèñ. 9.13 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè ñõåìè Ëàð³îíîâà

×àñ ïðîò³êàííÿ ñòðóìó ÷åðåç êîæåí ³ç ä³îä³â â³äïîâ³äຠ2

p

/3.

Ñòðóì íàâàíòàæåííÿ ó äàí³é ñõåì³ âèêëèêàíèé ë³í³éíîþ íàïðóãîþ.

Îñíîâí³  ðîçðàõóíêîâ³ ñï³ââ³äíîøåííÿ ìîæíà îòðèìàòè ³ç ÷àñîâî¿ ä³à-

ãðàìè âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè, íàâåäåíî¿ íà ðèñ. 9.14.

257

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

è

d

ϑ

0

-

π

/6

+

π

/6

Ðèñ. 9.14 – Ðîçðàõóíêîâà ÷àñîâà ä³àãðàìà âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè

ñõåìè Ëàð³îíîâà

;

34

,

2

cos

2

3

6

/

2

1

2

6

/

6

/

2

ô

ô

d

U

d

U

U

=

ϑ

ϑ

π

=

∫

π

+

π

−

(9.23)

;

425

,

0

2

d

ô

U

U =

(9.24)

;

2

3

2ô

âò

U

U =

(9.25)

;

3

d

a

I

I =

(9.26)

).

6

(äëÿ

0,057

35

2

1

2

2

=

≈

=

−

=

m

m

K

n

(9.27)

×àñòîòà ïóëüñàö³¿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè ïåðåâèùóº ÷àñòîòó ìåðåæ³ ó

ø³ñòü ðàç³â.

Âñòàíîâëåíà ïîòóæí³ñòü òðàíñôîðìàòîðà:

S

T 

=

1,05P

d 

.

(9.28)

Ó ö³é ñõåì³ â³äñóòíº ï³äìàãí³÷óâàííÿ ìàãí³òîïðîâîäó, îñê³ëüêè ó âòî-

ðèííîìó êîë³ êîæíî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà çà ïåð³îä íàïðóãè ìåðå-

æ³ ñòðóì ïðîò³êຠäâ³÷³, ïðè÷îìó ó ð³çíèõ íàïðÿìêàõ (äèâ. ä³àãðàìó ³

à

íà ðèñ. 9.13).

Ñõåìà Ëàð³îíîâà ó ïîð³âíÿíí³ ç³ ñõåìîþ Ì³òêåâè÷à ìຠòàê³ ïåðåâàãè:

1) çà ð³âíèõ ôàçíèõ íàïðóã ñåðåäíº çíà÷åííÿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè ó

äâà ðàçè âèùå (ïîòð³áíî çàäàâàòè ìåíøó ê³ëüê³ñòü âèòê³â âòîðèííèõ

îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà);

2) á³ëüø íèçüêèé êîåô³ö³ºíò ïóëüñàö³é (ìåíø í³æ 6%), ùî ÷àñòî äîçâî-

ëÿº âèêîðèñòîâóâàòè ñõåìó Ëàð³îíîâà áåç ô³ëüòðà;

258

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

3) êðàùå âèêîðèñòàííÿ òðàíñôîðìàòîðà çà ïîòóæí³ñòþ çà ðàõóíîê

â³äñóòíîñò³ ï³äìàãí³÷óâàííÿ îñåðäÿ.

 Ùîïðàâäà, ê³ëüê³ñòü ä³îä³â ó ñõåì³ Ëàð³îíîâà ó äâà ðàçè á³ëüøà,

àëå, ÿê áóëî çàçíà÷åíî âèùå, íà äàíèé ÷àñ öå íåñóòòºâî (çà âèíÿòêîì

âèïðÿìëåííÿ ìàëèõ çà çíà÷åííÿì íàïðóã), îñê³ëüêè âàðò³ñòü ä³îä³â íå-

âåëèêà ïîð³âíÿíî ç âàðò³ñòþ òðàíñôîðìàòîðà, ùî ó ñõå쳠̳òêåâè÷à

ïîâèíåí áóòè ïðèáëèçíî íà 40% ïîòóæí³øèì.

9.6. Çãëàäæóþ÷³ ô³ëüòðè

9.6.1. Îñíîâí³ ïîíÿòòÿ ïðî ô³ëüòðè

Çãëàäæóþ÷³ ô³ëüòðè âèêîðèñòîâóþòüñÿ äëÿ çíèæåííÿ ð³âíÿ ïóëüñàö³¿

âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè äî òàêîãî, ùî çàáåçïå÷óº íîðìàëüíó ðîáîòó íà-

âàíòàæåííÿ.

Íàéøèðøå âèêîðèñòàííÿ ìàþòü ïàñèâí³ çãëàäæóþ÷³ ô³ëüòðè,

ùî áóäóþòüñÿ íà ðåàêòèâíèõ åëåìåíòàõ, ÿê³ ìàþòü âëàñòèâ³ñòü íà-

êîïè÷óâàòè åëåêòðîìàãí³òíó òà åëåêòðè÷íó åíåðã³þ – äðîñåëÿõ ³

êîíäåíñàòîðàõ. Ê³ëüê³ñòü íàêîïè÷åíî¿ åíåð㳿 â³äïîâ³äíî ñòàíîâèòü

.

2

;

2

2

2

CU

W

LI

W

C

L

=

=

²íäóêòèâíèé  ô³ëüò𠖠öå äðîñåëü, ùî âìèêàºòüñÿ ïîñë³äîâíî ç

íàâàíòàæåííÿì. Ôàêòè÷íî, ðàçîì ³ç íàâàíòàæåííÿì â³í ÿâëÿº ñîáîþ

÷àñòîòíî-çàëåæíèé ä³ëüíèê íàïðóãè. Åôåêò ô³ëüòðàö³¿ íàÿâíèé òîä³, êîëè

îï³ð äðîñåëÿ 

w

L çì³íí³é ñêëàäîâ³é ïóëüñóþ÷îãî ñòðóìó ç íàéíèæ÷îþ

÷àñòîòîþ çíà÷íî ïåðåâèùóº àêòèâíèé îï³ð íàâàíòàæåííÿ R

í

. Òîä³ óñÿ

ïîñò³éíà íàïðóãà ïðèêëàäàºòüñÿ äî R

í 

 (ïàä³ííÿ íàïðóãè íà ³äåàëüíîìó

äðîñåë³ â³äñóòíº), à çì³íí³ ñêëàäîâ³ ä³ëÿòüñÿ ì³æ R

í

 ³ 

w

L.

ªìí³ñíèé  ô³ëüò𠖠öå  êîíäåíñàòîð, ùî âìèêàºòüñÿ ïàðàëåëüíî

íàâàíòàæåííþ. Çà óìîâè, ùî îï³ð êîíäåíñàòîðà 1/

w

C äëÿ ñêëàäîâî¿

ïóëüñóþ÷îãî ñòðóìó ç íàéíèæ÷îþ ÷àñòîòîþ çíà÷íî ìåíøèé îïîðó

íàâàíòàæåííÿ  R

í

,  çàáåçïå÷óºòüñÿ  øóíòóâàííÿ  íàâàíòàæåííÿ  çà

çì³ííèì ñòðóìîì: ïîñò³éíèé ñòðóì óâåñü ïðîò³êຠ÷åðåç R

í

 (êîíäåíñà-

òîð ïîñò³éíîãî ñòðóìó íå ïðîâîäèòü), à çì³íí³ ñêëàäîâ³ ðîçïîä³ëÿþòü-

ñÿ ì³æ R

í  

³ 1/

w

C.

259

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

Ñõåìè öèõ ô³ëüòð³â çîáðàæåí³

íà ðèñ. 9.15.

Ïîðÿä ³ç ïðîñòèìè ô³ëüòðàìè

âèêîðèñòîâóþòüñÿ  ñêëàäí³,  ùî

ÿâëÿþòü ñîáîþ ñïîëó÷åííÿ ïåâ-

íèì ÷èíîì óâ³ìêíåíèõ äðîñåë³â

òà êîíäåíñàòîð³â.

Íàéøèðøîãî  âèêîðèñòàííÿ

íàáóëè Ã-ïîä³áí³ LC-ô³ëüòðè (îä-

íîëàíêîâ³  àáî  áàãàòîëàíêîâ³),

çîáðàæåí³ íà ðèñ. 9.16.

Íà ðèñ. 9.17 çîáðàæåíà ñõåìà

Ï-ïîä³áíîãî LC-ô³ëüòðà.

Ô³ëüòðè, ïîêàçàí³ íà ðèñ. 9.15,á

òà ðèñ. 9.17 ìàþòü ºìí³ñí³ âõîäè,

ðåøòࠖ ³íäóêòèâí³.

Åôåêòèâí³ñòü ðîáîòè ô³ëüòðà

âèçíà÷àºòüñÿ  êîåô³ö³ºíòîì

çãëàäæóâàííÿ:

,

ïâèõ

ïâõ

çã

Ê

Ê

Ê =

         (9.29)

ùî  ïîêàçóº,  íàñê³ëüêè  çìåíøóºòüñÿ

ïóëüñàö³ÿ  íà  âèõîä³  ô³ëüòðà  Ê

nâèõ

â³äíîñíî ïóëüñàö³¿ íà éîãî âõîä³ Ê

nâõ

.

²ñíóþòü òàêîæ ðåçîíàíñí³ ô³ëüòðè.

Ñõåìà îäíîãî ç òàêèõ ô³ëüòð³â, òàê çâà-

íîãô³ëüòðà-ïðîáêè”, íàâåäåíà íà

ðèñ. 9.18.

Òóò  ïîñë³äîâíî ç íàâàíòàæåííÿì óâ-

³ìêíåíî LC-êîíòóð, ðåçîíàíñíà ÷àñòî-

òà ÿêîãî:

.

1

0

ô

ô

C

L

=

ω

           (9.30)

ßê  ïðàâèëî, 

m

f

ì

ì

π

=

ω

=

ω

2

0

.

Îï³ð êîíòóðó íà ö³é ÷àñòîò³ òåîðåòè÷íî

L

R

í

R

í

C

à)                             á)

Ðèñ. 9.15 – ²íäóêòèâíèé (à)

òà ºìí³ñíèé (á) ô³ëüòðè

L

R

í

C

L2

L1

C1

C2

R

í

à )

á)

Ðèñ. 9. 16 – Ã-ïîä³áí³ LC-ô³ëüòðè:

îäíîëàíêîâèé (à) ³ äâîëàíêîâèé (á)

L

C1

R

í

C2

Ðèñ. 9.17 – Ï-ïîä³áíèé LC-ô³ëüòð

L

ô

C

ô

R

í

Ðèñ. 9.18 – Ðåçîíàíñíèé

“ô³ëüòð-ïðîáêà”

260

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

i

a1

i

a2

i

d

U

1

VD1

VD2

+

+

-

-

U

21

C

ô

U

22

TV

i 

/

C

i 

//

C

U

d

 =U

Ñô

Ðèñ. 9.19 – Îäíîôàçíèé äâîï³âïåð³îäíèé

âèïðÿìëÿ÷ ç àêòèâíî-ºìí³ñíèì íàâàíòàæåííÿì

R

í

íåñê³í÷åííèé, òîìó íàïðóãà ç ö³ºþ ÷àñòîòîþ äî íàâàíòàæåííÿ íå ïðè-

êëàäàºòüñÿ, áî âîíà ïàäຠíà êîíòóð³.

ßêùî ïàðàëåëüíî äî R

í

 ï³ä³ìêíóòè ïîñë³äîâíèé ðåçîíàíñíèé êîíòóð,

îï³ð ÿêîãî íà ðåçîíàíñí³é ÷àñòîò³ òåîðåòè÷íî íåñê³í÷åííî ìàëèé, îòðè-

ìàºìô³ëüòð-ä³ðêó”, ùî øóíòóº íàâàíòàæåííÿ äëÿ ñêëàäîâî¿ ç ÷àñ-

òîòîþ 

w

0

.

Ðîáîòó ô³ëüòð³â ç ³íäóêòèâíèìè âõîäàìè ðîçãëÿíåìî íà ïðèêëàäàõ

âèïðÿìëÿ÷³â, ùî ïðàöþþòü íà àêòèâíî-³íäóêòèâíå íàâàíòàæåííÿ, à

ô³ëüòð³â ç ºìí³ñíèìè âõîäàì蠖 íà ïðèêëàäàõ âèïðÿìëÿ÷³â, ùî ïðàöþ-

þòü íà àêòèâíî-ºìí³ñíå íàâàíòàæåííÿ, îñê³ëüêè âèä âõîäó ô³ëüòðà âè-

çíà÷ຠõàðàêòåð íàâàíòàæåííÿ âèïðÿìëÿ÷à (âåíòèëüíî¿ ñõåìè) – â³ä-

ïîâ³äíî àêòèâíî-³íäóêòèâíå ÷è àêòèâíî-ºìí³ñíå.

9.6.2. Ðîáîòà îäíîôàçíèõ äâîï³âïåð³îäíèõ âèïðÿìëÿ÷³â

íà àêòèâíî-ºìí³ñíå íàâàíòàæåííÿ

Íàâàíòàæåííÿ âèïðÿì-

ëÿ÷³â ìຠàêòèâíî-ºìí³ñ-

íèé õàðàêòåð ïðè âèêîðèñ-

òàíí³ çãëàäæóþ÷èõ ô³ëüò-

ð³â ç ºìí³ñíèì âõîäîì. Ðî-

áîòà âèïðÿìëÿ÷à ó öüîìó

âèïàäêó ìຠñïåöèô³÷íèé

õàðàêòåð:  â³í  ïðàöþº  íà

ïðîòèåëåêòðîðóø³éíó ñèëó

(ïðîòè-å.ð.ñ.). Ñõåìà òàêî-

ãî âèïðÿìëÿ÷à çîáðàæåíà

íà ðèñ. 9.19.

Òóò çàâäÿêè ºìí³ñíîìó ô³ëüòðó íàïðóãà íà íàâàíòàæåíí³ R

í

 ìຠçãëà-

äæåíèé õàðàêòåð, à çàðÿäæåíèé êîíäåíñàòîð Ñ

ô

 âèñòóïຠÿê äæåðåëî

ïðîòè-å.ð.ñ.

Ó ðåçóëüòàò³ öüîãî ä³îäè VD1 àáî VD2 çíàõîäÿòüñÿ ó ïðîâ³äíîìó

ñòàí³ ëèøå òîä³, êîëè u

2

>u

Ñô

.

Íà ðèñ. 9.20,à íàâåäåí³ ÷àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè âèïðÿìëÿ÷à.

Íà ³íòåðâàë³ (1)-(2) íàïðóãà  u

21

 ïåðåâèùóº u

Ñô

 ³ ä³îä VD1 çíàõî-

äèòüñÿ ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³, ñòðóì ÷åðåç íüîãî: