5. Розрахунок параметрів фільтра

Загладжування пульсацій напруги в ланці постійного струму здійснюється за допомогою Г-подібних або П-подібних LC-фільтрів.

Значення ємності конденсатора визначається рівнем пульсацій напруги в ланці постійного струму ΔU_с. Якщо врахувати, що допустимі пульсації напруги не перевищують 0,1·U_dн та знехтувати зміною струму при зміні напруги на конденсаторі фільтра, то можна прирівняти струм навантаження зарядному або розрядному струму конденсатора. У цьому разі ємність конденсатора визначається за формулою

, (37)

де – електромагнітна постійна часу кола навантаження, с.

В = е ^{– Т/(2·Тн)}, (38)

де T=1/f_2н - період вихідної напруги автономного інвертора, с.

При зменшенні частоти вихідної напруги інвертора потрібна ємність конденсатора збільшується. При f_i = 0 вона досягає найбільшого значення, яке визначається за формулою

(39)

Якщо ємність конденсатора визначати в мікрофарадах, то розрахункова індуктивність фільтра визначається в генрі, виходячи з потрібного значення коефіцієнта фільтрації

, (40)

де р – кількість пульсів випрямленої напруги за один період змінної напруги мережі живлення.

Значення коефіцієнта фільтрації беруть за узгодженням з керівником (k_ф=5 50).

Використовуючи отримані розрахункові значення L_{ф р} та С_{ф р}, необхідно вибрати конденсатор та дросель з урахуванням величини напруги та струму ланки постійного струму

. (41)

. (42)

Рекомендується вибирати конденсатори серії К50 [5], а дроселі - серії ФРОС (табл. Д5).

У випадку, якщо розраховане значення необхідної індуктивності велике, то слід збільшити ємнісну складову фільтра і заново перерахувати індуктивність.

Для перевірки слід дотримуватися того, що для 1 кВт навантаження потрібно 100 мкФ ємнісної складової фільтра.

Якщо допустима напруга конденсатора U_к не перевищує напругу ланки постійного струму U_dн, рекомендується з'єднувати конденсатори в батарею. Для цього треба використовувати послідовно-рівнобіжне з'єднання, приклад якого зображений на рис. 4. При цьому необхідно пам'ятати, що при послідовному з'єднанні конденсаторів сумарна ємність зменшується, а при рівнобіжному – збільшується.

Рис. 4. Електрична схема з'єднання конденсаторів у батарею

Резистори R_бі вибираються в межах 10 – 50 КОм. Вони потрібні для вирівнювання падіння напруги на конденсаторах.

6. Вибір елементів захисту перетворювача частоти

У напівпровідникових перетворювачах можуть виникнути аварійні режими, що супроводжуються неприпустимими за значенням і тривалістю струмами через вентилі, наприклад

• зовнішнє коротке замикання:

• внутрішнє коротке замикання (пробій вентиля);

• перекидання інвертора, відомого мережею;

• вимикання вентилів у непрацюючій групі в реверсивних керованих випрямлячах з роздільним керуванням вентильними групами;

• поява надмірних зрівняльних струмів у реверсивних керованих випрямлячах зі спільним керуванням тиристорними групами.