7. Индуктивный фильтр

Под действием переменной ЭДС, амплитуда к-ой равна U_m.max, в цепи Н будет протекать переменный ток с амплитудой, равной (1) где ω_m – частота основной гармоники.

Падение U на Н от тока I_m.max: . (2) Если пренебречь акт сопр-ем обмотки сглаживающего дросселя R_дс, то постоянная составляющая U на Н будет равна среднему знач-ю U на выходе выпрямителя U_d . След-но, коэф-т пульсаций U на Н запишется: (3) Коэф-т пульсаций U на входе фильтра: (4) Т.к. коэф-т сглаживания фильтра s_L опр-ся как отношение β₁/β₂, то (5) т.е. коэф-т сглаживания s_L равен отношению модуля полного сопр-ия эквивалентной схемы на частоте ω_m к сопр-ию Н.

Из формулы (5) следует, что по мере увелич сопр-ия Н коэф-т сглаживания уменьш-ся и при малых Н, близких к режиму ХХ, стремится к 1. След-но, чтобы обеспечить требуемое уменьшение пульсаций U на Н во всем заданном диапазоне изменения Н, расчет индуктивности необходимо проводить по режиму минимальной Н. Вел-на индуктивности сглаживающего дросселя опр-ся: (6) При наличии индуктивного фильтра требование непрерывности выпрямленного тока вып-ся, если амплитуда переменной составляющей этого тока будет меньше его постоянной составляющей, т.е. (7) где k_з>1 – коэф-т запаса, учитывающий наличие гармоник более высокого порядка в кривой выпрямленного U . С учетом (4) и (5) выражение (7) можно записать в виде: (8) Выпрямленный ток будет непрерывен, если коэф-т сглаживания будет больше коэф-та пульсаций на входе фильтра. Формулы (5) и (6) получены в предположении, что акт сопр-ие обмотки дросселя R_дс=0. При больших Н и заметном по сравнению с величиной R_d знач-ем R_дс формулы для опр-ия коэф-та сглаживания и величины L_d:

8. Мостовая схема 1ф2н2п

На рис.1 представлена схема выпрямления типа 1Ф2Н2П., к-ая получила название мостовой семы. Мостовой выпрямитель состоит из двухобмоточного трансф-ра и комплекта вентилей W1, W2, W3,W4. Переменное U подводится к одной диагонали моста, а Н подкл-ся к другой – между точкой соединения катодов 2х вентилей, образующих катодную группу (W1,W3) и точкой соединения анодов двух вентилей, образующих анодную группу.

Вентили, пропускающие ток попарно (W1-W4 и W2-W3) соединены собой и с Н послед-но. В каждую пару входит один вентиль из катодной группы и один из анодной.

Пропускает ток та пара, у к-ой в данный момент времени анод вентиля катодной группы имеет более высокий потенциал, а катод вентиля анод группы – более низкий. Выпрямленный ток проходит по Н в теч. обоих полупериодов переменного тока, вторичная обмотка трансф-ра оказывается загруженной током также в теч. всего периода. Мостовой выпрямитель м. подключать к сети и без трансф-ра, если U сети соотв-ет заданному выпрямленному U. Используя в этом выпрямителе трансф-р с нулевым выводом, м. получить 2 знач-я выпрямленного U: ном-ое и вдвое меньшее. Коммутация тока с одной пары вентилей на другую происходит в тот момент времени, когда U вторичной обмотки трансф-ра проходит через нуль. Каждый вентиль проводит ток в теч. половины периода (рис. 2,3).

Кривая выпрямленного U в мостовом выпрямителе имеет ту же форму что и в однофазном выпрямителе с нулевым выводом, поэтому выпрямленное U в мостовой схеме имеет такой же гармонический состав, а его среднее и действующее значения м. опр-ть по выражениям для однофазного выпрямителя с нулевым выводом. При отсутствии сглаживающего дросселя выпрямленный ток по форме повторяет выпрямленное U . Если сглаживающий дроссель имеет бесконечно большую индуктивность, выпрямленный ток получается идеально сглаженным. Максимальное значение обратного U на вентиле = амплитуде U вторичной обмотки трансф-ра.

В однофазном мостовом выпрямителе требуется в два раза больше вентилей, но с обратным U , в два раза меньшим, чем в однофазном выпрямителе с нулевым выводом при тех же выпрямленных напряжении и токе. Сравнивая типовую мощность питающих трансф-ров для мостового выпрямителя и однофазного выпрямителя с нулевым выводом, м. отметить, что в мостовом выпрямителе эффективность исп-ия трансф-ра значительно выше.