Файл: Electron_SE.pdf

261

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

,

21

1

Σ

−

=

R

u

u

i

Ñô

a

    (9.31)

äå 

Σ

R

 – âíóòð³øí³é îï³ð

âèïðÿìëÿ÷à.

Ñòðóìîì i

/

C

, ùî º ÷àñ-

òèíîþ ñòðóìó i

a1

, çàðÿä-

æàºòüñÿ C

ô

  (³íøà ÷àñòè-

íà i

a1

 º ñòðóìîì ³

d

, ÿêèé

òå÷å  ÷åðåç  íàâàíòàæåí-

íÿ).

Íà  ³íòåðâàë³  (2)-(3)

âòîðèííà íàïðóãà íèæ÷à

çà íàïðóãó  íà  êîíäåíñà-

òîð³ (è

22 

< u

Ñô

), ä³îäè çàê-

ðèò³  ³  Ñ

ô

  ðîçðÿäæàºòüñÿ

ñòðóìîì i

//

C 

÷åðåç íàâàí-

òàæåííÿ.

  Íà  ³íòåðâàë³  (3)-(4)

u

22

  >  u

Ñô

,  ó  ïðîâ³äíîìó

ñòàí³  çíàõîäèòüñÿ  ä³îä

VD2,  ÷åðåç  íüîãî  òå÷å

ñòðóì  i

a2

,  ÷àñòèíà  ÿêîãî

òàêîæ çàðÿäæຠÑ

ô 

³ ò.ä.

Âíàñë³äîê òàêî¿ ðîáîòè

ºìíîñò³ Ñ

ô

 íàïðóãà íà íàâàíòàæåíí³ çãëàäæóºòüñÿ, ùî âèäíî ³ç ÷àñîâî¿

ä³àãðàìè u

Ñô 

=

u

d

. ×èì á³ëüøà ºìí³ñòü Ñ

ô

, òèì á³ëüøèé åôåêò çãëàäæó-

âàííÿ íàïðóãè u

d

.

óäðàâë³÷íà  ìîäåëü ºìí³ñíîãî ô³ëüòðà ïîêàçàíà íà ðèñ. 9.20,á.

Òóò â òðóáó, ÷åðåç ÿêó â³ä íàñîñó ïîðö³ÿìè ïîäàºòüñÿ ð³äèíà, âìîíòî-

âàíî êëàïàí Ê (äèâ. ðèñ. 2.3,á) ³ ºìí³ñòü îᒺìîì V

º

, ùî çíà÷íî ïåðåâè-

ùóº îᒺì ð³äèíè V

ñ

, ñïîæèâàíèé ó îäèíèöþ ÷àñó. Òåïåð, ÿêùî òèñê ç

áîêó íàñîñà Ð

íàñ

 ïåðåâèùóº òèñê ñòîâïà ð³äèíè Ð

ñò

, ºìí³ñòü íàïîâíþºòü-

ñÿ ÷åðåç â³äêðèòèé êëàïàí. Êîëè æ Ð

íàñ

 ìåíøèé çà Ð

ñò

, êëàïàí çàêðè-

âàºòüñÿ ³ çàïîá³ãຠâèò³êàííþ ð³äèíè ç ºìíîñò³ ó á³ê íàñîñà. À ñòðóì³íü

ð³äèíè ó á³ê ñïîæèâà÷à òå÷å áåçïåðåðâíî.

u

22

u

21

u

2

i

a2

i

a1

u

d

u

Ñô

(1)

(2)

(3)

(4)

2

θ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

à)

á)

Ð

ñò

V

º

V

ñ

Ð

íàñ

Ê

³ä íàñîñà

Äî ñïîæèâà÷à

Ðèñ. 9.20 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè (à)

òà ã³äðàâë³÷íà ìîäåëü (á) âèïðÿìëÿ÷à

ç àêòèâíî-ºìí³ñíèì íàâàíòàæåííÿì

262

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Îñíîâí³ ñï³ââ³äíîøåííÿ äëÿ âèïðÿìëÿ÷à ç àêòèâíî-ºìí³ñíèì íàâàí-

òàæåííÿì (òóò ïîëîâèíà êóòà, ïðîòÿãîì ÿêîãî ä³îä çíàõîäèòüñÿ ó ïðî-

â³äíîìó ñòàí³, íàçèâàºòüñÿ  êóòîì â³äòèíàííÿ 

q

):

;

;

1

í

í

ï

Ñ

R

Ê

=

τ

ωτ

=

(9.32)

;

;

1

)

10

5

(

m

c

c

mf

f

f

=

÷

=

τ

(9.33)

;

2

c

f

π

=

ω

(9.34)

θ

=

cos

21

21

m

U

u

.

(9.35)

ϳä ÷àñ çàðÿäó êîíäåíñàòîðà, êîëè (-

q<J

<

q

),

.

cos

21

θ

=

=

m

d

Ñô

U

U

U

Ñòðóì íàâàíòàæåííÿ (éîãî ñåðåäíº çíà÷åííÿ) ñòàíîâèòü:

).

cos

(sin

2

)

cos

(cos

2

2

21

21

θ

θ

−

θ

=

ϑ

θ

−

ϑ

π

=

∫

θ

+

θ

−

Σ

Ó

m

m

d

ðR

U

d

R

U

I

    (9. 36)

Îñê³ëüêè                           

θ

=

cos

21

d

m

U

U

,

òî                            

)

(

2

)

(

2

θ

π

=

θ

θ

π

=

Σ

Σ

A

R

U

tg

R

U

I

d

d

d

,                    

(9.37)

äå âåëè÷èíà À(

q

) º ôóíêö³ºþ êóòà â³äòèíàííÿ. ¯¿ ìîæíà âèçíà÷èòè ç âèðàçó:

.

2

2

)

(

í

d

d

R

R

U

I

R

A

Σ

Σ

=

=

π

π

θ

(9.38)

Îï³ð R

í

 â³äîìèé, à R

S

 âèáèðàºòüñÿ îð³ºíòîâíî, çàëåæíî â³ä ïîòóæ-

íîñò³ òðàíñôîðìàòîðà òà òèïó âåíòèë³â âèïðÿìëÿ÷à.

Çíàéøîâøè çíà÷åííÿ À(

q

), âèçíà÷àþòü êóò â³äòèíàííÿ 

q

 ç âèðàçó:

À(

q

)= tg 

q

 – 

q

.

(9.39)

Óñ³ îñíîâí³ åëåêòðè÷í³ ïàðàìåòðè ñõåìè ìîæíà âèðàçèòè ÿê ôóíê-

ö³þ êóòà â³äòèíàííÿ àáî À(

q

).

Òàê, ìàêñèìàëüíèé ñòðóì âåíòèëÿ:

),

(

2

θ

=

F

I

I

d

am

(9.40)

263

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

äå                                  

θ

θ

θ

θ

π

=

θ

cos

sin

)

cos

1

(

)

(

F

 –                           

(9.41)

êîåô³ö³ºíò ìàêñèìàëüíîãî ñòðóìó.

ijþ÷å çíà÷åííÿ ñòðóìó âòîðèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà:

)

(

707

,

0

21

θ

=

D

I

I

d

,

(9.42)

äå               

θ

θ

θ

θ

θ

+

θ

π

=

θ

cos

sin

]

2

sin

75

,

0

)

2

cos

5

,

0

1

(

[

)

(

D

 –              

(9.43)

êîåô³ö³ºíò ôîðìè ñòðóìó (ïîêàçóº, íàñê³ëüêè ôîðìà äàíî¿ êðèâî¿ â³äð³ç-

íÿºòüñÿ â³ä ïðÿìîêóòíî¿).

ijþ÷å çíà÷åííÿ å.ð.ñ. âòîðèííî¿ îáìîòêè:

)

(

2

θ

=

B

U

U

d

,

(9.44)

äå                                    

θ

=

θ

cos

2

1

2

)

(

B

 –                            

(9.45)

êîåô³ö³ºíò ôàçíî¿ å.ð.ñ.

Çàçâè÷àé, ôóíêö³¿ F(

q

), D(

q

) ³ B(

q

) çàëåæíî â³ä À(

q

) ïîäàþòü ó âè-

ãëÿä³ ãðàô³ê³â, ùî çíà÷íî ñïðîùóº ðîçðàõóíîê âèïðÿìëÿ÷à ³ç àêòèâíî-

ºìí³ñíèì íàâàíòàæåííÿì.

Ïîâíà ïîòóæí³ñòü âòîðèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà:

).

(

)

(

707

,

0

2

2

2

2

θ

θ

=

=

D

B

I

U

I

U

m

S

d

d

(9.46)

9.6.3. Ðîáîòà îäíîôàçíèõ äâîï³âïåð³îäíèõ âèïðÿìëÿ÷³â

íà àêòèâíî-³íäóêòèâíå íàâàíòàæåííÿ

ßê áóëî çàçíà÷åíî âèùå, âèêîðèñòàííÿ ô³ëüòð³â ç ³íäóêòèâíèì âõî-

äîì ïðèçâîäèòü äî òîãî, ùî íàâàíòàæåííÿ âèïðÿìëÿ÷à ìຠàêòèâíî-

³íäóêòèâíèé õàðàêòåð. Òàêèé æå õàðàêòåð íîñèòü íàâàíòàæåííÿ ïðè

ï³äìèêàíí³ äî âèïðÿìëÿ÷à îáìîòîê çáóäæåííÿ åëåêòðè÷íèõ ìàøèí,

êîòóøîê êîíòàêòîð³â, ðåëå ³ ò. ï.

Âìèêàííÿ ó êîëî âèïðÿìëÿ÷à ³íäóêòèâíîñò³ ïðèçâîäèòü äî òîãî, ùî

ïðè ïåðåõîä³ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè ÷åðåç íóëü ñòðóì ó êîë³ íå äîð³âíþº

íóëþ, à âèçíà÷àºòüñÿ åëåêòðîìàãí³òíîþ åíåð㳺þ, ùî áóëà íàêîïè÷åíà

³íäóêòèâí³ñòþ. Âíàñë³äîê öüîãî ñòðóì ó íàâàíòàæåíí³ ìຠçãëàäæåíèé

õàðàêòåð.

264

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Íà ðèñ. 9.21 çîáðàæåíî ñõå-

ìó îäíîôàçíîãî âèïðÿìëÿ÷à ç

íóëüîâèì âèâîäîì, ùî ïðàöþº

íà àêòèâíî-³íäóêòèâíå íàâàí-

òàæåííÿ  òà  éîãî  ã³äðàâë³÷íó

ìîäåëü.

Ñïðîùåíà ã³äðàâë³÷íà ìî-

äåëü  ³íäóêòèâíîãî  ô³ëüòðà

ìîæå áóòè òàêîþ: â òðóáó, ÷å-

ðåç ÿêó â³ä íàñîñà ïîðö³ÿìè ïî-

äàºòüñÿ  ð³äèíà,  âìîíòîâàíî

êëàïàí  Ê  (äèâ.  ðèñ.  2.3,á),  à

÷àñòèíà  òðóáè,  çîáðàæåíà

øòðèõîâèìè ë³í³ÿìè, âèêîíàíà

ç åëàñòè÷íîãî ìàòåð³àë󠖠ââà-

æàòèìåìî, ùî âîíà ÿâëÿº ñîáîþ

ã³äðàâë³÷íèé äðîñåëü. Òåïåð,

ÿêùî òèñê ç áîêó íàñîñà  Ð

íàñ

ïåðåâèùóº òèñê ç áîêó äðîñåëÿ

Ð

L

, êëàïàí ïðîïóñêຠð³äèíó ³

åëàñòè÷íèé äðîñåëü, ðîçøèðþ-

þ÷èñü, íàïîâíþºòüñÿ äî îᒺìó

V

L

. Êîëè æ Ð

íàñ

 ñòຠìåíøèì

çà Ð

L

, êëàïàí çàêðèâàºòüñÿ ³ çàïîá³ãຠâèò³êàííþ ð³äèíè ç äðîñåëÿ ó á³ê

íàñîñà. À ñòðóì³íü ð³äèíè ó á³ê ñïîæèâà÷à òå÷å áåçïåðåðâíî.

 Íà æàëü, öÿ ìîäåëü íå äîçâîëÿº ïðî³ëþñòðóâàòè íåçì³íí³ñòü ñòðó-

ìó â îáìîòö³ òðàíñôîðìàòîðà ³ ÷åðåç âåíòèëü. Öå ìîæíà ïîêàçàòè íà

ìåõàí³÷í³é ìîäåë³, ùî íåþ ìîæå ñëóãóâàòè âóçîë åëåêòðîìåõàí³÷íî¿

ñèñòåìè ãàðàíòîâàíîãî æèâëåííÿ åëåêòðîñïîæèâà÷³â, ÿêèé ñêëàäàºòü-

ñÿ ç åëåêòðîäâèãóíà, ùî îáåðòຠìàñèâíèé ìàõîâèê (àíàëîã íàøîãî

äðîñåëÿ) ³ ðîòîð ãåíåðàòîðà, â³ä ÿêîãî æèâèòüñÿ íàâàíòàæåííÿ. Ó ðàç³

çíèêíåííÿ æèâëåííÿ åëåêòðîäâèãóíà  íà ÷àñ, äîêè ñèñòåìà êåðóâàííÿ

íå ï³ä³ìêíå åëåêòðîäâèãóí äî ðåçåðâíîãî äæåðåëà æèâëåííÿ, ìàõîâèê,

çà ðàõóíîê íàêîïè÷åíî¿ ê³íåòè÷íî¿ åíåð㳿, ïðîäîâæóº ïî ³íåðö³¿ îáåðòà-

òèñü, îáåðòàþ÷è ÿê ðîòîð ãåíåðàòîðà, òàê ³ ðîòîð åëåêòðîäâèãóíà, ³ æèâ-

ëåííÿ ñïîæèâà÷³â íå ïåðåðèâàºòüñÿ.

R

í 

U

21

U

22

U

/

d

U

d

U

1

VD1

VD2

-

+

L

ô

TV

/

)

1

(

)

1

(

;

0

);

2

(

;

2

;

d

d

ô

m

í

ô

U

U

R

m

f

R

L

=

=

=

=

>>

π

ω

ω

à)

á)

V

L 

V

ñ

Ð

íàñ

Ê

P

L 

³ä íàñîñà

Äî 

ñïîæèâà÷à

Ðèñ. 9.21 – Îäíîôàçíèé âèïðÿìëÿ÷

ç àêòèâíî-³íäóêòèâíèì íàâàíòàæåííÿì (à)

òà éîãî ã³äðàâë³÷íà ìîäåëü (á)

265

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

Íà ðèñ. 9.22 íàâåäåí³ ÷àñîâ³

ä³àãðàìè  ðîáîòè  âèïðÿìëÿ÷à  ç

àêòèâíî-³íäóêòèâíèì  íàâàíòà-

æåííÿì. Ðîçðàõóíîê ïàðàìåòð³â

ñõåìè, ÿê ³ ðàí³øå, âåäåòüñÿ çà

ïðèïóùåíü, ùî ä³îä ³äåàëüíèé, à

ïðîâ³äíèêè íå ìàþòü îïîðó.

Âèõ³äí³ äàí³: U

1

, f

m

, U

d

, I

d

, R

í

.

Ðîçðàõóíêîâ³ ïàðàìåòðè:

U

2

, n, I

a

, I

am

, U

âm

, I

1

, I

2

, S

T

, K

n

.

Ðîçðàõóíîê âåäåòüñÿ çà òàêè-

ìè âèðàçàìè:

;

0

≈

ô

R

               (9.47)

;

)

1

(

í

ô

R

L >>

ω

         (9.48)

;

2

2

sin

2

1

2

0

2

/

(9.49)

U

d

U

U

U

d

d

π

=

=

ϑ

ϑ

π

=

=

∫

π

; 

11

,

1

2

2

2

d

d

U

U

U

=

π

=

 (9.50)

;

11

,

1

1

2

1

d

U

U

U

U

n

=

=

(9.51)

2

d

a

I

I =

;

(9.52)

;

d

am

I

I ≈

(9.53)

π

=

=

d

âm

U

U

U

2

2

2

.

 (9.54)

Çà îäåðæàíèìè ç (9.53) ³  (9.54) çíà÷åííÿìè âèáèðàþòü òèï âåíòèë³â.

;

2

2

1

0

2

2

d

d

I

d

I

I

=

ϑ

π

=

∫

π

(9.55)

I

d

-2U

m2

I

dm

U

d

u

21

u

22

u

2

i

a2

i

a1

i

d

u

â1

u

d

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

u 

/

d

Ðèñ. 9.22 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè

îäíîôàçíîãî âèïðÿìëÿ÷à ç àêòèâíî-

³íäóêòèâíèì íàâàíòàæåííÿì