Сглаживающие фильтры

Сглаживающими фильтрами выпрямителей называются устройства, предназначенные для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения (пульсаций) до величины, при которой обеспечивается нормальная работа электроустановки. Фильтры выпрямителей следует рассчитывать на максимальное подавление основной гармоники низшей частоты. Таким образом, основным требованием к фильтру является заданная величина коэффициента сглаживания Ксгл, который равен отношению коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра (Ксгл = Кп1/Кп2) для гармоники наиболее низкой частоты. Сглаживающие фильтры выполняют на основе реактивных элементов – дросселей и конденсаторов, которые оказывают большое сопротивление переменной составляющей тока и малое сопротивление постоянной составляющей. Для обеспечения указанных свойств используют простейшие фильтры: сглаживающий дроссель включают последовательно с нагрузкой, а конденсатор – параллельно ей. Если простейшие фильтры не обеспечивают требуемый коэффициент сглаживания, то используют комбинированные LC-фильтры. Схемы различных видов фильтров представлены на рисунке 3.

Величину индуктивности сглаживающего L-фильтра определяют из следующего условия:

ωL » Rd ,

тогда

Ксгл = 2πmƒL/ Rd.

Величину емкости C-фильтра определяют из условия

(1 / ωС) « Rd .

При использовании LC-фильтра следует избегать явления резонанса. Для этого необходимо, чтобы собственная частота фильтра ω_ф = (1 / √ LC) была меньше частоты основной гармоники пульсаций и не кратна ей. Для обеспечения этого расчет LC-фильтра производят исходя из следующих условий:

ωL = (5 – 10) Rd ;

(1 / ωС) = (0,1 – 0,2) Rd .

Следует учесть, что в низкочастотных фильтрах L выбирается в пределах 5...25 Гн.

Примеры расчетов выпрямителей