Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи: Общие указания, по выполнению лабораторных работ, страница 4

которые называются сглаживающими фильтрами. Основными элементами сгла­живающих фильтров являются катушки индуктивности  (дроссели) и конден-саторы. На рис. 5 приведены схемы фильтров, наиболее часто применяе-

мые на практике. В зависимости от того, какие реактивные элементы ис­пользуются в схеме, различают фильтры: индуктивный (рис. 5,а) емкост­ный (рис. 5,6),  смешанные Г-образный(рис. 5,в) и П-образный (рис. 5,г).

Для характеристики эффективности действия фильтра используют коэффициент фильтрации Кф, равный отношению коэффициента  пульсации на входе и выходе фильтра                        

 

10

Сущность сглаживающего действия  катушки  индуктивности (дросселя) (см. рис..5,а) состоит в том, что постоянная составляющая выпрямлен­ного тока   беспрепятственно проходит через дроссель к нагрузке,  а пе­ременные составляющие встречают в дросселе большое индуктивное сопро­тивление и значительно уменьшаются. Наибольшую величину имеют пульсации основной частоты f1,  поэтому для хорошего сглаживаю­щего действия необходимо, чтобы выполнялось неравенство

 

При выполнении этого условия сопротивление дросселя для переменного тока велико и на дросселе падает большая часть переменной составляющей выпрямленного напряжения. Сглаживающее действие дросселя повышается с увеличением его индуктивности и уменьшением сопротивления нагрузки, поэтому индуктивный фильтр эффективен при больших выпрямленных токах.

Действие конденсатора, включенного на выходе выпрямителя (см. рис.5,б), проявляется в том, что он оказывает небольшое сопротивле­ние переменным составляющим и не пропускает постоянную составляющую выпрямленного тока.  Если выполняется условие

 

то основная часть переменной  составляющей выпрямленного тока замыка­ется через, конденсатор,  снижая напряжение пульсаций на нагрузке. Сгла­живающее действие конденсатора повышается с увеличением его емкости и сопротивления нагрузки, поэтому емкостный фильтр эффективен  при малых выпрямленных токах.

Смешанные фильтры, Г-образный и П-образный сочетают в себе достоин­ства простейших, индуктивного и емкостного фильтров,  обеспечивают бо­лее высокое сглаживание пульсаций, менее критичны  к  ограничениям на параметры Lдр , С и R_H ,  накладываемые неравенствами (3) и (4).

Одной из важнейших характеристик выпрямителя является зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока,  называемая внешней характеристикой.

Поскольку реальные трансформаторы имеют определённую величину ак-

11

тивных сопротивлений обмоток r_тр ,а реальные вентили – определенную величину сопротивления в прямом направлении r_пр  ,  напряжение на нагрузке уменьшается при увеличении выпрямленного тока. Для однофазной мостовой схемы выпрямления при активной нагрузке внешняя характеристика           '..-..•    ■ •:  -■             ■''■'■

Наличие фильтра на выходе изменяет ход внешней характеристики. В случае емкостного фильтра при холостом ходе (I₀ = 0) конденсатор за­ряжается практически до амплитудного_: значения вторичной обмотки транс­форматора, поэтому

 

С уменьшением сопротивления нагрузки увеличивается скорость разря­да конденсатора среднее значение выпрямленного напряжения уменьшает­ся. Поэтому при наличии емкостного фильтра выпрямленное напряжение с увеличением тока  изменяется сильнее, чем при работе без фильтра, и наклон внешней характеристики получается больше (рис.6, кривая 2).

Внешняя характеристика выпрямителя с индуктивным фильтром(рис.6; кривая 3) имеет больший наклон, чем кривая 1.   Дополнительное умень­шение напряжения связано спадением напряжения на активном сопротив­лений обмотки дросселя.