Дослідження ланок згладжуючих фільтрів 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Дослідження ланок згладжуючих фільтрів



Лабораторна робота № 12

Дослідження ланок згладжуючих фільтрів

1 Мета заняття:

Вивчення принципу роботи згладжуючих фільтрів. Дослідження основних характеристик згладжуючих фільтрів.

2 Перелік приладів та устаткування:

Вимірювальний осцилограф.

Вольтметр змінного струму.

Стенд для дослідження згладжуючи фільтрів.

3 Загальні відомості:

Для зменшення пульсації випрямовувальної напруги застосовуються згладжуючи фільтри. Згладжуючи фільтри вмикають в джерело вторинного електроживлення, між вентильної групи та навантаження. Від типу згладжуючих фільтрів залежить режим роботи випрямляча ефективність дії згладжуючих фільтрів оцінюється коефіцієнтом згладжування Ксг. Коефіцієнт згладжування - це відношення коефіцієнта пульсації першої гармоніки на вході до коефіцієнта пульсації на його виході для тієї ж гармоніки.

.

Коефіцієнт згладжування завжди більше одиниці так, як фільтр зменшує пульсацію КП1.ВХ > КП1.ВИХ.

,

де - коефіцієнт пульсації;

- коефіцієнт передачі постійної напруги з входу на вихід фільтру.

Тоді:

Розрізняють згладжуючи фільтри двох типів - пасивні, на реактивних елементах та активні, на транзисторах. Ємкісний фільтр представляє собою конденсатор Сф ввімкнутий паралельно навантаженню випрямляча. Його дії застосовуються на нагромаджені енергії в електричному полі конденсатора в моменти, коли випрямлена напруга Uвипр більше напруги на конденсаторі Uс. Коли випрямлена напруга стає менше напруги на конденсаторі струм в навантаженні підтримується за рахунок енергії нагромадженої в ємності Сф. Випрямлена напруга тримає постійне упорядкування і гармоніки змінної напруги з частотою кратної частоті живленої енергії. Максимальну амплітуду має перша гармоніка. Оскільки для постійного струму конденсатор представляє нескінченно великий опір, постійний струм буде йти в навантаження. Щоб змінна упорядкування не проходила в навантаження, ємність конденсатора вибирають так, щоб його опір для змінного струму був набагато менше, ніж опір навантаження. Ємнісний фільтр вигідно застосовувати при малому струмі навантаження (більше Rн) так, як при цьому вимагається менше місткості конденсатора фільтра.

В наслідок того, що згладжувальні дії ємнісного фільтра, застосовуються на нагромадженій енергії, а енергія яка запаслася на конденсаторі , можна зробити висновок, що ємнісний фільтр вигідно застосовувати при підвищених напругах.

а)

б)

в)

г)

а) Фільтр С;

б) Фільтр L;

в) Фільтр LС;

г) Фільтр Rф, Сф

Рисунок 1 - Принципова схема згладжуючих фільтрів

Індуктивний фільтр представляє собою дросель Lср ввімкнутий послідовно з опором навантаження Rн. Згладжувальна дія такого фільтра застосована на вмиканні в дроселі ЕДС самоіндукції, перешкоджає зміни випрямленого струму.

Дросель для постійної упорядковані випрямовувального струму практично не представляє ні якого опору і вона передає в навантаження без ослаблення. Щоб зміна упорядкування випрямовувальної напруги не проходила в навантаження, необхідно, щоб опір дроселя для змінного струму було набагато більше опора навантаження . Так як згладжувальна дія дроселя застосована на властивості нагромадження енергії, але енергія запасається при великих струмах навантаження. Індуктивний фільтр дозволяє забезпечити безперервність струму в навантаженні і прихильний режим вентилів і трансформатора випрямляча. Навантажувальна характеристика UCЕР = f(ІСЕР) випрямляча з індуктивним фільтром - жорстким (має малу зміну вихідної напруги при зміні струму), що є перевагою в порівнянні з ємнісним фільтром. Коли паралельно навантаженню вмикають конденсатор, а послідовно з навантаженням вмикають дросель, одержуємо LС фільтр.

В ньому сполохається позитивний якості індуктивного та ємнісного фільтра так, як елементи фільтра вибирають із умов . Такий фільтр однаково добре згладжує як при великих, так і при малих струмах навантаження. В малопотужних випрямлячах часто замість дроселя фільтра стає опір Rф (рисунок 1г)) в такому RС фільтрі, на опорі Rф крім змінного упорядковування? також падає частина постійного упорядкування випрямовувальної напруги. ККД такого фільтра менше, ніж у LС фільтра. Проте RС фільтри мають менші габаритні розміри і вартість. Застосовуються RС - фільтри в малопотужних випрямлячах, працюючих, як правило, на статичне навантаження.

Для одержання доброго коефіцієнта згладжування і припустимого ККД елементи RС вибирають з наступних умов: :

.

В пасивних фільтрах обсяг і маса дроселя стає порівняна з обсягом і масою трансформатора. Активні фільтри не мають дроселя. Значно менше по обсягу і вазі можуть забезпечити малий вихідний опір. Принцип дії оснований на використанні особливості вихідної характеристики транзистора.

При виборі робочої точки транзистора після перегіна вихідної характеристики (точка А) опір ділянка транзистора колектор-емітер постійному струму З цього транзистор можна використати замість дроселя в ланцюгу фільтра.

При цьому транзистор еквівалент дроселю з індуктивністю в 200 – 3000 Гн. Фільтр надто чутливий до перевантаженню за струмом та навіть короткочасне коротке замикання навантаження фільтра приводить до виходу з ладу транзистора.

Рисунок 2 - Вольт-амперна характеристика згладжу вального фільтра

За допомогою даного ланцюга можна досліджувати пасивні фільтри, коли перемикач SА2/1...2 знаходиться у першому положенні. А за допомогою перемикачів SА3 та SА11 можна зібрати будь-який пасивний фільтр. За допомогою змінного резистора R1 можна встановити необхідну напругу для дослідження фільтра. Зміною положення резистора R3 та фіксуванням по міліамперметру можна змінити струм навантаження.

Рисунок 3 - Принципова електрична схема макету

Активний фільтр перебуває із транзистора VТ1, котрий замінює дросель в пасивному фільтрі. Струм колектора буде визначатися в основному струмом емітера, за ради цього для забезпечення стабільності роботи фільтра необхідно підтримувати постійним емітерний струм. Це забезпечується великою за часом постійною складовою струму R4 та С7, з таким розрахунком, щоб напруга на С7 не встигала значно змінитися за періодом пульсуючої напруги, прикладеної до входу фільтра.

Опором R5 встановлюється вхідне зміщення на базі транзистора. Щоб запобігати глибоких провалів вхідної напруги, які фільтр не може згладити, на його вхід необхідно встановити конденсатор. Для підвищення фільтрації змінного упорядкування застосовується конденсатор С8.

4 Література та посібники:

4.1 Векслер Г.С., Пилинський В. В. „Електроживленні кінотехнічні пристрої електроакустичної апаратури” - Вища школа, 1986

5 Контрольні запитання:

Підготовка до роботи

Дослідження фільтра типа С

6.2.1 Зняти та побудувати залежність коефіцієнта згладжування фільтра від струму . Зібрати на дослідному стенді фільтр типа С за допомогою змінних резисторів R1 і RЗ. Вольтметр РV1 показує середньовипрямлене упорядкування на вхід фільтра, а вольтметр РV2 показує середньовипрямлене упорядкування на виході фільтра. Для вимірювання змінного упорядкування використовується електронний вольтметр, котрий по черзі підключається то до входу фільтра, то до виходу фільтра. Результати вимірювань занести до таблиці 1. Змінне упорядкування можна виміряти також за допомогою електронного осцилографа, який слід ввімкнути там, як і електронний вольтметр. За результатами вимірювань визначаємо коефіцієнт пульсації на вході за формулою:

,

а потім аналогічно визначаємо КП.ВИХ на виході фільтра. Коефіцієнт згладжування фільтра для даного значення струму ІСЕР.ВИП визначається за формулою:

.

За допомогою змінного резистора R3 змінюємо значення струму ІСЕР.ВИП, визначаємо нове значення КЗГ. Результати розрахунків занести до таблиці 2.

6.2.2 Паралельно конденсатору С вмикають ще конденсатор і знову знімають залежність за передньою методикою.

Дослідження фільтра типа L.

6.3.1 Зняти та побудувати залежність коефіцієнта згладжування фільтра від струму навантаження зібрати по дослідному макету фільтр типа L та за методикою п. 6.2.1 визначити КЗГ.

6.3.2 Паралельно індуктивності L вмикають ще одну індуктивність L та за методикою п. 6.2.1 визначити КЗГ.

Мета заняття.

Результати вимірювань.

Таблиця 1 – Визначення коефіцієнта згладжування фільтрів

Тип фільтра ІСЕР.ВИП, мА UСЕР.ВИП.ВХ, В UСЕР.ВИП.ВИХ, В UП.ВХ, В UП.ВИХ, В
           

Таблиця 2

Тип фільтра КП.ВИХ, % КП.ВХ, % КФ λ КЗГ
           

Висновки

Завдання до лабораторної роботи виконав(ла)

______________________________________________________ 200 ___ року

_________________

(Підпис студента)

Лабораторна робота № 12

Дослідження ланок згладжуючих фільтрів

1 Мета заняття:



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 248; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.192.75.131 (0.03 с.)