Исследование влияния сглаживающих фильтров на пульсации выпрямленного напряжения в выпрямителе, страница 5

Зная , r, R_H и С, можно определить относительную величину изменения напряжения на конденсаторе и определить коэффициент пульсаций на нагрузке. Можно показать, что в этом случае:

,                    /9/

где m - число выпрямляемых фаз;  - угол отсечки в радианах; f - частота переменного тока в Гц; С - емкость конденсатора в Фарадах; R_Н - сопротивление нагрузки в Омах.

Если определить коэффициент пульсаций для первой гармоники, то он будет иметь значение:

,                 /10/

где  - функция, зависящая от угла отсечки и числа выпрямляемых фаз m. График значений  приводятся в справочниках и учебниках;         r=r_tp+r_в – сопротивление зарядной цепи конденсатора; С - емкость, измеренная в мкФ; f - частота переменного тока.

Часто емкость С в этой схеме рассматривают как элемент вы­прямителя и тогда говорят, что на выходе выпрямителя пульсации напряжения определяются равенствами /9/ и /10/,

Дальнейшее уменьшение пульсаций в этом случае монет быть достигнуто включением дополнительного звена L, С, работа ко­торого была рассмотрена выше.

В заключение необходимо отметить одну особенность в ра­боте L С фильтров в схемах выпрямителей. Через индуктивность протекает как ток переменных составляющих, так и постоянная сос­тавляющая выпрямленного тока. Последняя весьма значительна и создает в дросселях с ферромагнитными сердечниками большое на­чальное подмагничивание, что может существенно сдвинуть рабо­чую точку дросселя на кривой намагничивания. Это приводит к сни­жению значения индуктивности дросселя. Последнее обстоятельство надо иметь в виду при расчете дросселя для таких фильтров.

3. Описание лабораторной установки.

При выполнении работы используется лабораторный стенд, схема которого представлена на рис.6 и электронный осциллограф с калиброванным входом.

Лабораторный стенд состоит из выпрямителя, собранного по мостовой схеме; сглаживающего фильтра, содержащего дроссель L и конденсаторы C₁ и C₂ и резистора R_Н, являющегося нагрузкой для выпрямителя. Наличие переключателей В1 и В2 позволяет включить в схему фильтра элементы L и С по отдельности и одновременно. С помощью вольтметра V измеряется постоянная составляющая напряжения на нагрузке R_H. К разъемам Ш1 и Ш2 подключается элек­тронный осциллограф для определения формы и амплитуды переменной составляющей напряжения.

4. Задание на выполнение работы.

В результате выполнения работы необходимо:

- определить форму кривой переменной составляющей и коэффициент пульсаций Кп выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя и на нагрузке R_H при включении в качестве фильтрующих элементов:

а). Дросселя L; б). Конденсатора С₁; в). Дросселя L и конденсаторов С₁ и С₂ одновременно.

По результата измерений для случаев а). и в). определить коэффициент сглаживания пульсаций - g.

5. Методические указания по выполнению работы.

А. Определение формы кривой переменной составляющей выпрям­ленного напряжения и коэффициента пульсаций при включении в ка­честве фильтрующего элемента дросселя L производится в следую­щем порядке:

- переключатель В1 поставить в положение "ВКЛ.";

- переключатель В2 поставить в положение "ВЫКЛ.";

- определить по показаниям вольтметра "V" величину выпрям­ленного напряжения на нагрузке Uo;

- осциллограф подключить к разъему Ш1 и определить форму кри­вой напряжения на выходе выпрямителя. Зарисовать полученную кри­вую. По калиброванному входу осциллографа определить двойную ам­плитуду переменной составляющей напряжения на выходе выпрямителя Uмакс-Uмин – в Вольтах.

Определить коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя в процентах:

;