2.5 Выбор сглаживающего фильтра

Задача № 5. Для заданной схемы выпрямления, работающей от сети с частотой питающего напряжения равной 50 Гц на нагрузку и заданного коэффициента пульсации напряжения на выходе сглаживающего фильтра (таблица 5), определить:

1. Возможно ли обеспечить требуемое значение коэффициента пульсации ёмкостным фильтром, который будем считать приемлемым для реализации по габаритам, массе, стоимости, если ёмкость его конденсаторов не превышает величины 1000 мкФ.

2. Возможно ли обеспечить требуемое значение коэффициента пульсации индуктивным фильтром, который будем считать реализуемым, если величина его индуктивности не превышает 5 Гн.

3. 2. Возможно ли обеспечить требуемое значение коэффициента пульсации LC-фильтром при указанных выше предельных значениях ёмкости и индуктивности, приемлемых для реализации.

4. Кратко описать принцип действия реализуемого фильтра.

Решение задачи № 5

Задача № 5 решается в следующей последовательности:

1. Из описания работы заданной схемы выпрямления [1, с. 227-234] находятся значения: коэффициента пульсации , её выпрямленного напряжения и основная частота этих пульсаций, которая кратна частоте питающей сети .

Таблица 5 – Исходные данные личных вариантов для задачи № 5

№ личного варианта	Исходные данные
	Схема выпрямления	, Ом			, Гц	q
1	Однофазная, однополупериодная	5	0,314	1,57	50	5
2		50	0,157	1,57	50	10
3		100	0,1	1,57	50	15,7
4		250	0,078	1,57	50	20
5		500	0,05	1,57	50	31,4
6		1000	0,039	1,57	50	40
7	Однофазная, мостовая	1	0,222	0,67	100	3
8		10	0,133	0,67	100	5
9		50	0,067	0,67	100	10
10		250	0,0335	0,67	100	20
11		500	0,0222	0,67	100	30
12		1000	0,0167	0,67	100	40
13	Однофазная, однополупериодная с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора	2	0,222	0,67	100	3
14		10	0,111	0,67	100	6
15		50	0,0556	0,67	100	12
16		250	0,0278	0,67	100	24
17		500	0,0185	0,67	100	36
18		750	0,0139	0,67	100	48
19	Трёхфазная с нейтральным выводом	1	0,05	0,25	150	5
20		5	0,025	0,25	150	10
21		25	0,02	0,25	150	12,5
22		100	0,01	0,25	150	25
23		250	0,0125	0,25	150	20
24		500	0,008	0,25	150	31,5
25	Трёхфазная мостовая	1	0,019	0,057	300	3
26		5	0,0114	0,057	300	5
27		25	0,0057	0,057	300	10
28		100	0,0038	0,057	300	15
29		200	0,0019	0,057	300	30
30		250	0,0016	0,057	300	35,6

2. Рассчитывается коэффициент сглаживания фильтра

.

3. По значениям величин , , рассчитываются параметры сглаживающих фильтров.

Ёмкость ёмкостного фильтра определяется из постоянной времени разрядки конденсатора

.

При постоянной времени разрядки , коэффициент сглаживания определяется по формуле

,

где – частота основной гармоники, не превышает .

Индуктивность индуктивного фильтра аналогично определяется из постоянной времени

,

с учётом выражения для коэффициента сглаживания

.

Индуктивность и ёмкость индуктивно-ёмкостного фильтра определяется по заданному значению коэффициента сглаживания

.

В расчётах одним из параметров (индуктивностью или ёмкостью) элементов фильтра задаются исходя из габаритов, массы и стоимости элементов.

Расчёты рекомендуется проводить в системе СИ.

4. Рассчитанные значения , , сравниваются с предельно допустимыми значениями параметров и делается вывод о применимости данного типа сглаживающего фильтра.