Файл: Electron_SE.pdf

266

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

;

1

n

I

I

d

=

(9.56)

;

2

2

1

S

S

S

T

+

=

(9.57)

;

11

,

1

1

1

1

d

d

I

U

I

U

S

=

=

(9.58)

.

34

,

1

;

57

,

1

11

,

1

2

2

2

2

2

2

d

d

T

d

d

d

d

I

U

S

I

U

I

U

I

U

S

=

=

=

=

(9.59)

Îñê³ëüêè ôîðìà íàïðóãè íà âõîä³ ô³ëüòðà ó ìîñòîâîãî îäíîôàçíîãî

âèïðÿìëÿ÷à òà âèïðÿìëÿ÷à ç íóëüîâèì âèâîäîì îäíàêîâà, îñíîâí³ ôîð-

ìóëè ïðèäàòí³ äëÿ îáîõ âèïðÿìëÿ÷³â, çà âèíÿòêîì òîãî, ùî äëÿ ìîñòî-

âî¿ ñõåìè:

d

d

T

d

d

âm

I

U

S

I

I

U

U

11

,

1

;

;

2

2

=

=

π

=

.

(9.60)

Êîåô³ö³ºíò çãëàäæóâàííÿ ô³ëüòðà:

.

 ;

 ;

/

)

1

(

/

)

1

(

d

m

ïâèõ

d

m

ïâõ

ïâèõ

ïâõ

çã

U

U

Ê

U

U

Ê

Ê

Ê

Ê

=

=

=

(9.61)

.

0

/

Äëÿ

d

d

ô

U

U

R

=

=

Kîåô³ö³ºíò ô³ëüòðàö³¿ Ê

ô

:

,

)

1

(

/

)

1

(

m

m

ô

U

U

Ê =

(9.62)

äå U

m(1)

 – àìïë³òóäà ïåðøî¿ (îñíîâíî¿) ãàðìîí³êè.

;

;

)

(

)

1

(

)

1

(

/

2

)

1

(

2

)

1

(

)

1

(

í

m

m

ô

í

m

m

R

I

U

L

R

I

U

=

ω

+

=

(9.63)

.

)

(

2

)

1

(

2

í

ô

í

ô

çã

R

L

R

Ê

Ê

ω

+

=

=

(9.64)

Îñê³ëüêè 

í

ô

R

L >>

ω

)

1

(

, òî

.

)

1

(

í

ô

çã

R

L

Ê

ω

≈

(9.65)

267

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

²íäóêòèâíèé ô³ëüòð åôåêòèâíî ïðàöþº

ëèøå çà óìîâè ìàëîãî îïîðó íàâàíòàæåí-

íÿ, êîëè ³íäóêòèâí³ñòü ìຠïðèéíÿòí³ çíà÷åí-

íÿ. Ï³äâèùèòè âïëèâ ³íäóêòèâíîñò³ äðîñåëÿ

íà çãëàäæóâàííÿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè çà

çíà÷íèõ R

í

 ìîæíà, óâ³ìêíóâøè êîíäåíñàòîð

âåëèêî¿ ºìíîñò³ ïàðàëåëüíî íàâàíòàæåííþ,

ÿê öå ïîêàçàíî íà ðèñ. 9.23. Ïðè öüîìó çìåí-

øóºòüñÿ  îï³ð  íàâàíòàæåííÿ  ô³ëüòðà  äëÿ

çì³ííèõ ñêëàäîâèõ ³ òîä³ ìàºìî:

)

1

(

/

)

1

(

)

1

(

 ;

0

 ;

1

m

m

çã

ô

í

ô

U

U

Ê

R

R

C

=

=

<<

ω

;

(9.66)

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

ô

ô

m

åêâ

m

m

C

L

I

X

I

U

ω

ω

=

=

;

(9.67)

ô

m

m

C

I

U

)

1

(

)

1

(

/

)

1

(

1

ω

=

;

(9.68)

;

1

)

1

(

2

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

−

ω

=

ω

ω

−

ω

=

ô

ô

ô

ô

ô

çã

C

L

C

C

L

K

(9.69)

2

)

1

(

1

ω

+

=

çã

ô

ô

K

C

L

.

(9.70)

ßêùî

.

100

   òî

,

)

2

,

0

1

,

0

(

1

;

)

10

5

(

)

1

(

)

1

(

≤

÷

=

ω

÷

=

ω

çã

í

ô

í

ô

K

R

C

R

L

Ïðè íåîáõ³äíîñò³ îòðèìàííÿ Ê

çã

>100, âèêîðèñòîâóþòü áàãàòîëàí-

êîâ³ Ã-ïîä³áí³ LC-ô³ëüòðè. Òîä³ êîåô³ö³ºíò çãëàäæóâàííÿ:

.

...

2

1

çãn

çã

çã

çã

Ê

Ê

Ê

Ê =

(9.71)

9.6.4. Äåÿê³ îñîáëèâîñò³ ðîáîòè ô³ëüòð³â

ªìí³ñíèé ô³ëüòð â³äçíà÷àºòüñÿ ñâîºþ ïðîñòîòîþ ³ äåøåâèçíîþ. Ïðî-

òå ó íüîãî, ÿê íàñë³äîê ïåðåðèâ÷àñòîñò³ ñòðóìó çàðÿäó êîíäåíñàòîðà,

L

ô

R

í

C

ô

Ðèñ. 9.23 – ²ëþñòðàö³ÿ

ï³äâèùåííÿ åôåêòèâíîñò³

³íäóêòèâíîãî ô³ëüòðó

268

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ïðèñóòíº ³ìïóëüñíå ïåðåâàíòàæåííÿ çà ñòðóìîì âåíòèë³â ³ îáìîòîê

òðàíñôîðìàòîðà ó ðîáî÷îìó ðåæèì³ âèïðÿìëÿ÷à (³íîä³ òàêèé âèä íà-

âàíòàæåííÿ òðàíñôîðìàòîðà íàçèâàþòü íàâàíòàæåííÿì VDCR-òèïó).

Êð³ì òîãî, ïåðåðèâ÷àñòå ñïîæèâàííÿ ñòðóìó ç ìåðåæ³ æèâëåííÿ âíî-

ñèòü â íå¿ äîäàòêîâ³ ãàðìîí³éí³ ñêëàäîâ³, ùî âèìàãຠóñòàíîâêè äîäàò-

êîâèõ âõ³äíèõ ô³ëüòð³â, ÿê³ ïîâèíí³ çàáåçïå÷óâàòè óìîâè åëåêòðîìàã-

í³òíî¿  ñóì³ñíîñò³  ñïîæèâà÷³â  (âèêëþ÷àòè  âçàºìí³  çàâàäè).  Òîìó

ºìí³ñí³ ô³ëüòðè âèêîðèñòîâóþòü ò³ëüêè çà ìàëî¿ ïîòóæíîñò³ íàâàíòà-

æåííÿ âèïðÿìëÿ÷à.

²íäóêòèâíèé ô³ëüòð, õî÷à â³í ³ á³ëüø ãðîì³çäêèé òà äîðîãèé, çàáåç-

ïå÷óº áåçïåðåðâí³ñòü ñòðóìó, ñïîæèâàíîãî ç ìåðåæ³, ùî àâòîìàòè÷íî

âèêîíóº óìîâè åëåêòðîìàãí³òíî¿ ñóì³ñíîñò³ ñïîæèâà÷³â. Òîìó â ïîòóæ-

íèõ âèïðÿìëÿ÷àõ âèêîðèñòîâóþòü ñàìå ³íäóêòèâí³ ô³ëüòðè.

Àëå ó òàêèõ ðåæèìàõ ðîáîòè âèïðÿìëÿ÷à, êîëè íàâàíòàæåííÿ ð³çêî

çì³íþº ñâ³é îï³ð, íàïðèêëàä, ÿêùî âîíî ÷è çíà÷íà éîãî ÷àñòèíà ïî-

âí³ñòþ âìèêàºòüñÿ àáî âèìèêàºòüñÿ, ³íäóêòèâí³ñòü ô³ëüòðà ñïðè÷è-

íÿº ïåðåõ³äí³ ïðîöåñè, ùî ñóïðîâîäæóþòüñÿ ð³çêèìè çì³íàìè çíà÷åíü

íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³. Öå â³äáóâàºòüñÿ òîìó, ùî, ÿê â³äîìî, çã³äíî

ç ïåðøèì çàêîíîì êîìóòàö³¿, ñòðóì ó ³íäóêòèâíîñò³ íå ìîæå çì³íþ-

âàòèñÿ ñòðèáêîïîä³áíî. Ó ðåçóëüòàò³, ïðè âìèêàíí³ íàâàíòàæåííÿ âè-

íèêຠïðîâàë íàïðóãè íà ÷àñ, äîêè äðîñåëü íå íàêîïè÷èòü åíåðã³þ, à

ïðè âèìèêàíí³ – âèêèä íàïðóãè íà ÷àñ, äîêè äðîñåëü íå âèòðàòèòü

íàêîïè÷åíó åíåðã³þ, áî ó îáîõ âèïàäêàõ â³í íàìàãàºòüñÿ ï³äòðèìóâà-

òè íåçì³ííèì çíà÷åííÿ ñòðóìó, ùî áóëî äî êîìóòàö³¿. Íàñë³äêîì ð³çêèõ

çì³í íàïðóãè ìîæóòü áóòè çáî¿ ó ðåæèìàõ ðîáîòè íàâàíòàæåííÿ ³ íàâ³òü

âèõ³ä éîãî ç ëàäó ÷åðåç ïåðåíàïðóãó.

Çàïîá³ãòè çàçíà÷åíèì ÿâèùàì äîçâîëÿº çàñòîñóâàííÿ Ã-ïîä³áíî-

ãî  ô³ëüòðà.  Êð³ì,  ÿê  âæå  çàçíà÷àëîñÿ,  ï³äâèùåííÿ  åôåêòèâíîñò³

ô³ëüòðà â ö³ëîìó, íàÿâí³ñòü êîíäåíñàòîðà âåäå òàêîæ ³ äî çìåíøåí-

íÿ ïðîâàë³â ³ âèêèä³â íàïðóãè íà âèõîä³ ô³ëüòðà, áî, çã³äíî ç äðóãèì

çàêîíîì êîìóòàö³¿, íàïðóãà íà êîíäåíñàòîð³ (à çíà÷èòü, ³ íà ï³ä³ìê-

íåíîìó ïàðàëåëüíî äî íüîãî íàâàíòàæåíí³) íå ìîæå çì³íþâàòèñÿ

ñòðèáêîïîä³áíî.

Ðîáîòó ô³ëüòðà çà ïåðåõ³äíèõ ðåæèì³â ³ëþñòðóº ðèñ. 9.24, äå íà ÷àñî-

â³é ä³àãðàì³ ñóö³ëüíîþ ë³í³ºþ ïîêàçàíî íàïðóãó íà íàâàíòàæåíí³ ïðè

³íäóêòèâíîìó ô³ëüòð³, à øòðèõîâîþ – ïðè Ã-ïîä³áíîìó.

269

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

L

ô

R

í

1

C

ô

R

í

2

K

R

í

1

<< R

í

2

U

1

U

d

ϑ

u

d

Âìèêàííÿ R

í

1

Âèìèêàííÿ R

í

1

U

d

Ðèñ. 9.24 – Ðîáîòà ô³ëüòð³â ó ïåðåõ³äíèõ ðåæèìàõ

9.7. Çîâí³øí³ õàðàêòåðèñòèêè âèïðÿìëÿ÷³â

Ïðè ïîïåðåäíüîìó ðîçãëÿä³ ðîáîòè âèïðÿìíèõ ñõåì òà ¿õí³õ îñíîâ-

íèõ ðîçðàõóíêîâèõ ñï³ââ³äíîøåíü ìè ââàæàëè çà ³äåàëüí³ âèïðÿìí³ ä³î-

äè, òðàíñôîðìàòîð ³ ïðîâ³äíèêè, ùî ç’ºäíóþòü åëåìåíòè âèïðÿìëÿ÷à,

à òîìó íåõòóâàëè ¿õí³ì îïîðîì. Ðåàëüíî öåé îï³ð âïëèâຠíà ðîáîòó

ïðèñòðî¿â ³ éîãî íåîáõ³äíî âðàõîâóâàòè.

Ðåàëüíó çàëåæí³ñòü íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³ â³ä éîãî ñòðóìó ïîêà-

çóº çîâí³øíÿ  õàðàêòåðèñòèêà  âèïðÿìëÿ÷à:

(

)

/

R

R

R

R

I

U

U

ïð

L

a

d

do

d

+

+

+

=

,

(9.72)

äå U

do

 –

ñåðåäíº çíà÷åííÿ íàïðóãè íà âèõîä³ âèïðÿìëÿ÷à ïðè Õ.Õ. (ïðè

âèìêíåíîìó íàâàíòàæåíí³);

I

d  

– ñåðåäíº çíà÷åííÿ ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ;

270

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

L

/

S1

L

S2

R

à2

R

/

à1

L

0

U

1

U

2

Ðèñ. 9.26 – Ñõåìà çàì³ùåííÿ

äâîîáìîòêîâîãî òðàíñôîðìàòîðà

R

a

 – ïðèâåäåíèé äî âòîðèííîãî êîëà àêòèâíèé îï³ð îáìîòîê òðàíñ-

ôîðìàòîðà;

R

L

 – àêòèâíèé îï³ð äðîñåëÿ ô³ëüòðà;

R

ïð 

– àêòèâíèé îï³ð ç’ºäíóþ÷èõ ïðîâ³äíèê³â;

R

/

 – îï³ð ä³îä³â ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³.

Çîâí³øí³ õàðàêòåðèñòèêè âè-

ïðÿìëÿ÷³â  çîáðàæåí³  íà  ðèñ.

9.25.

Çà çîâí³øíüîþ õàðàêòåðèñòè-

êîþ, çíàþ÷è  äîïóñòèìå  â³äõè-

ëåííÿ íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³

â³ä  íîì³íàëüíî¿  âåëè÷èíè  U

dí

,

ìîæíà çíàéòè ì³í³ìàëüíå òà ìàê-

ñèìàëüíå çíà÷åííÿ äîïóñòèìîãî

ñòðóìó, òîáòî äîïóñòèìèé ä³àïà-

çîí çì³í ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ

(àáî íàâïàêè).

Íà ðèñ. 9.26 ïîêàçàíà ñõåìà

çàì³ùåííÿ  äâîîáìîòêîâîãî

òðàíñôîðìàòîðà, ïàðàìåòðè ÿêî¿

ïðèâåäåí³ äî âòîðèííîãî êîëà.

Âîíà ³ëþñòðóº ðåàëüí³ âëàñòè-

âîñò³ òðàíñôîðìàòîðà.

Íà ðèñóíêó  ïîçíà÷åíî:

L

/

S1

  –  ³íäóêòèâí³ñòü  ðîçñ³þ-

âàííÿ ïåðâèííî¿ îáìîòêè, ïðè-

âåäåíà äî âòîðèííîãî êîëà,

2

1

/

1

n

L

L

S

S

=

;

R

/

a1

 – àêòèâíèé îï³ð ïåðâèííî¿ îáìîòêè, ïðèâåäåíèé äî âòîðèííîãî

êîëà, 

2

1

/

1

n

R

R

a

a

=

;

L

0

 – ³íäóêòèâí³ñòü, ùî âðàõîâóº ñòðóì íàìàãí³÷óâàííÿ îñåðäÿ;

R

a2

 – àêòèâíèé îï³ð âòîðèííî¿ îáìîòêè;

L

S2

 – ³íäóêòèâí³ñòü ðîçñ³þâàííÿ âòîðèííî¿ îáìîòêè.

I

d

I

dmax

I

d

í

I

dmin

U

d

U

d

òàõ

Ç ºìí³ñíèì ô³ëüòðîì

U

d

ò³ï

U

d

í

Ç ³íäóêòèâíèì ô³ëüòðîì

Ç ñòàá³ë³çàòîðîì

U

d0

Ðèñ. 9.25 – Çîâí³øí³ õàðàêòåðèñòèêè

âèïðÿìëÿ÷³â