Неуправляемые выпрямительные устройства

Материалы о физике / Источники электропитания / Неуправляемые выпрямительные устройства

Страница 2

Выходную ёмкость выпрямителя (входную ёмкость фильтра) Co мкф определяют по формуле

Co= Ho·100/rf · Kn, (1.4)

где Ho находится по графику (рис.1.6).

Рис.1.6 График коэффициента Ho

Аo-основной расчётный коэффициент

Аo = Io·r/m·Uo

где Io-выпрямленный ток,

Uo-выпрямленное напряжение

r=ri + rтр-внутреннее сопротивление выпрямителя, равное внутреннему сопротивлению вентиля ri и активному сопротивлению обмотки трансформатора rтр;

tg φ= 2πfLs/r

φ-характеризует соотношение между индуктивным и активным сопротивлением фазы выпрямителя.

Для питания выпрямительных устройств с бестрансформаторным входом сетевое напряжение должно быть выпрямлено, а пульсации сглажены. В отличие от выпрямителей, применяемых для непосредственного питания электронных устройств, в данном случае требования к пульсациям выпрямленного напряжения не являются жёсткими. Поскольку высокочастотные преобразователи, питаемые этим напряжением, практически всегда имеют цепи отрицательной обратной связи по напряжению и обладают полосой пропускания до нескольких десятков килогерц, пульсации питающего напряжения и его стабильность подавляются в необходимой степени с помощью широтно-импульсного регулирования. В этом смысле высокочастотные преобразователи являются весьма эффективными фильтрами с уникальным свойством: подавление пульсаций в них осуществляется без применения реактивных элементов, без существенных затрат мощности и тем эффективнее, чем ниже частота пульсаций [4].

Допустимый размах пульсаций (двойная амплитуда) на выходе выпрямителя может достигать 40% и часто лимитируется только уровнем допустимых пульсаций на электролитических конденсаторах фильтра.

В трёхфазном мостовом выпрямителе (рис.1.5, з) размах пульсаций составляет 11,4% среднего значения выпрямленного напряжения, поэтому трёхфазный мостовой выпрямитель, как правило, не требует сглаживания пульсаций. Включение высокочастотного конденсатора небольшой ёмкости достаточно для замыкания высокочастотных составляющих коммутационных процессов, связанных с работой преобразователя ключевого принципа действия [4].

Трёхфазный выпрямитель со средней точкой (рис.1.5, е) используется в тех случаях, когда первичная сеть имеет нейтральный провод и напряжение, получаемое на выходе трёхфазного мостового выпрямителя, превышает допустимое для высоковольтных транзисторов. Размах пульсаций выпрямленного напряжения (рис.1.7) велик, кроме того, необходимо учесть большую величину высокочастотных составляющих пульсаций.

Рис.1.7 Форма выпрямленного напряжения трёхфазного мостового выпрямителя со средней точкой Uc=220В±¹º% ¹%

Подавление высших гармоник с помощью регулирования нерационально, т.к потребует резкого повышения частоты ШИМ по сравнению с оптимальной по критерию минимума объёма вторичного источника.

Поэтому на выходе трёхфазного мостового выпрямителя со средней точкой необходим ёмкостной фильтр, с помощью которого уменьшают размах пульсаций. Уровень высших гармоник при этом значительно снижается.

Необходимая ёмкость конденсатора фильтра рассчитывается по формуле [4]

Со=Pо/3Um∙fc∙∆Uf; (1.7)

где Pо-мощность на выходе выпрямителя;

∆Uf-максимальный размах пульсаций выпрямленного напряжения (∆Uf =342-264В);

Um-амплитудное значение выпрямленного напряжения;

fc-частота сети.

Однородный мостовой выпрямитель (рис.1.5, б) в ИВЭП с бестрансформаторным входом нельзя использовать без ёмкостного фильтра из-за большого размаха пульсаций (рис.1.8). Рассчитать ёмкость конденсатора Со можно по формуле

Со=Pо/2Um∙fc∙∆Uf; (1.8)

Страницы: 1 2 3