fia рис. 7.4 приведен график изменения тока при импульсном характере нагрузки Степень искажения формы импульсов тока характеризуется коэффициентом искажения /Си= (/oi-/о2)/2/и, где /о1, /о2 - максимальное и минимальное значения тока в импульсе; /и - среднее значение тока за время его импульса.

Если величина Ки задана, то Ci-s- где Ги - Дли-

R in-!-

тельность импульса тока нагрузки.

Зная произведение LCt, можно определить индуктивность дросселя L.

При проектировании фильтра необходимо также обеспечить такое соотношение реактивных сопротивлений дросселя и конденсатора, при которых не могли бы возникнуть резонансные явления на частоте пульсации выпрямленного напряжения и частоте изменения тока нагрузки.

Если нагрузка постоянна, то условием отсутствия резонанса является: сйо^0,5тсйс, где шо - собственная частота фильтра, равная l/YLCi. Это условие всегда выполняется при /СфЗ. Если ток нагрузки изменяется с частотой и, то условие отсутствия резонанса можно записать так:

соо<0,5со = 0,5/СсОс, (7.9)

где Юн - частота изменения тока нагрузки, К=<Иж/(Ис-Условие (7 9) выполняется, если

Kc>(2in/Kf~l. (7 10)

Если при расчете фильтра окажется, что заданное значение Л'с меньше величины Кс, полученной из выражения (7.10), то необходимо увеличить произведение LCi.

Зная L, можно рассчитать дроссель фильтра или выбрать стандартный. По найденной из расчета величине Ci можно выбрать тип конденсатора. Конденсатор следует выбирать на напряжение, равное напряжению холостого хода выпрямителя, увеличенное на 15-20%. Необходимо также, чтобы амплитуда переменной составляющей напряжения на емкости не превышала предельно допустимой величины для выбранного типа конденсатора.

П-образный LC-фильтр (см. рис. 7-36) можно представить в виде двухзвенного, состоящего из емкостного фильтра с емкостью Со и Г-образного с L и Ci.

Коэффициент сглаживания такого фильтра можно представить как произведение коэффициентов сглаживания емкостного фильтра и Г-образного LC-фильтра.

Учитывая (7.2), (7.3), получим

-.(с)..- (mcogLQ-1) (7.11)

При расчете П-образного фильтра величина емкости Со, величина коэффициента пульсации напряжения на емкости /Сивх, а также т и Гф известны из расчета выпрямителя.

Исходные величины LCi могут быть определены из выражения (7.11).

LC Кс(т'-1)Н 1

2гфСв(яг(Вс) mcl

В П-образном фильтре наибольшей величины коэффициент сглаживания достигает при равенстве емкостей Ci=Co.

При необходимости обеспечения большого коэффициента сглаживания целесообразно применение многозвенного фильтра (см. рис. 7.3в). Коэффициент сглаживания такого фильтра

Ac------ . . .----1с1Лсг1\сп

-mm oSBlni зват ~mm

так как отношение амплитуд переменных составляющих на входе и выходе каждого звена определяет коэффициент сглаживания этого звена.

Если все звенья фильтра состоят из одинаковых элементов (Li= = L2 = ... = Ln; Ci = C2 = ... = Cn), что наиболее целесообразно, то

/Сл = Кс, = . - = К,п и /Сс = К1 = (т С0е)2 им-, (7.12)

где /Сзв - коэффициент сглаживания каждого звена; Las, Сан - соответственно индуктивность и емкость каждого звена; п - число звеньев.

Из выражения (7.12) можно определить произведение Ьав. С^ъ-

1звСзв = /К./(/ПС0е) .

Число звеньев фильтра (п) выбирается из условия его наименьшей стоимости или из условия минимума его суммарных индуктивности (Lj, =LLi-bL2-b...-bL ) и емкости (с^, =c-C2---... +с„;.

В (10] показано, что, исходя из условия наименьшей стоимости, двухзвенный фильтр целесообразно применять при /Сс40-50, трехзвенный при /Сс 1500-1700.

Второе условие i[4] реализуется при опт = 1,15 \gKc- В этом случае двухзвенный фильтр выгодно использовать при /Сс>20, а трехзвенный фильтр при .с>-160.

Определить величины емкости Сзв и индуктивности LgB можно, исходя из обеспечения индуктивной реакции фильтра и величины допустимого выброса напряжения на выходе фильтра при сбросе нагрузки.

В первом случае из (7.7) определяем Ьгъ, а затем определяем величину Сзв.

Во втором случае величину тощт определить из следующего выражения:

Cз, = A/ / v:ф/mco,At/ . ,.

где Мо - величина изменения тока нагрузки фильтра; AUb - допустимый выброс напряжения на выходе фильтра.

Зная Сзв и произведение Ь^вСзв, найдем величину Ь^в. Если источник питания имеет резервную аккумуляторную батарею, готовую в любой момент принять на себя нагрузку при прекращении подачи электроэнергии извне, эта батарея помимо своего основного назначения - резерва является также элементом сглаживающего фильтра. Такой фильтр состоит из дросселя с индуктивностью L и сопротивления аккумуляторной батареи Гб, вк1Ючен-ного параллельно нагрузке (рис. 7.3г).

Так как сопротивление батареи много меньще сопротивления нагрузки (rs-Ra), то переменная составляющая тока выпрямителя замкнется через дроссель и аккумуляторную батарею. Пренебрегая активным сопротивлением дросселя и имея в виду, что сопротивление батареи много меньше сопротивления дросселя для переменной составляющей (Гб/псос), коэффициент сглаживания

К с = U JU = Л(т со, Lf + r /rmw, L/r,.

Зная коэффициент сглаживания /Сф и сопротивление батареи Гб, можем определить индуктивность дросселя: Ь=К^Гб1тыс-

Значения активного сопротивления свинцовых аккумуляторов С и СК приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1