วิธีลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่ถูกแก้ไข

แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากวงจรเรียงกระแสไม่คงที่ แต่เป็นจังหวะ ประกอบด้วยส่วนประกอบคงที่และตัวแปร ยิ่งองค์ประกอบตัวแปรมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับค่าคงที่ การรบกวนจะยิ่งมากขึ้นและคุณภาพของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขจะยิ่งแย่ลง

องค์ประกอบตัวแปรเกิดจากเสียงประสาน ความถี่ฮาร์มอนิกถูกกำหนดโดยความเท่าเทียมกัน

ฉ (น) =kmf,

โดยที่ k คือจำนวนฮาร์มอนิก, k = 1, 2, 3,…, m คือจำนวนพัลส์ของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว f คือความถี่ของแรงดันไฟหลัก

คุณภาพของค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข p ได้รับการประเมิน ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขและแอมพลิจูดของฮาร์มอนิกมูลฐานในโหลด

ลำดับของส่วนประกอบฮาร์มอนิก n = km ที่มีอยู่ในเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขขึ้นอยู่กับจำนวนของพัลส์เท่านั้นและไม่ขึ้นอยู่กับค่าเฉพาะ วงจรเรียงกระแส... ฮาร์มอนิกของตัวเลขต่ำสุดจะมีแอมพลิจูดสูงสุด

ค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพของส่วนประกอบฮาร์มอนิกของลำดับ n ขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว Ud ของวงจรเรียงกระแสที่ไม่มีการควบคุมในอุดมคติ:

ในวงจรจริง การเปลี่ยนกระแสจากไดโอดหนึ่งไปยังอีกไดโอดหนึ่งจะเกิดขึ้นภายในระยะเวลาที่จำกัด โดยวัดเป็นเศษส่วน ช่วงเวลาของความตึงเครียดสลับกัน และเรียกว่า มุมเปลี่ยน... การมีมุมเปลี่ยนจะเพิ่มความกว้างของฮาร์มอนิกอย่างมาก เป็นผลให้คุณเพิ่มความตื่นเต้นของคลื่นแก้ไข

ส่วนประกอบไฟฟ้ากระแสสลับของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว ประกอบด้วยฮาร์โมนิกความถี่ต่ำและความถี่สูง จะสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสสลับในโหลดที่รบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

เพื่อลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขระหว่างขั้วเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสและโหลด รวมถึงตัวกรองปรับให้เรียบ ซึ่งช่วยลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขได้อย่างมากโดยการยับยั้งฮาร์มอนิกส์

องค์ประกอบหลักของตัวกรองการปรับให้เรียบคือ ตัวเหนี่ยวนำ (เค้น) และ ตัวเก็บประจุและที่กำลังต่ำและทรานซิสเตอร์

การทำงานของตัวกรองแบบพาสซีฟ (ไม่มีทรานซิสเตอร์และแอมพลิฟายเออร์อื่น ๆ ) ขึ้นอยู่กับความถี่ของค่าความต้านทานขององค์ประกอบปฏิกิริยา (ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ) ความต้านทานตัวเหนี่ยวนำ Xl และตัวเก็บประจุ X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

โดยที่ f คือความถี่ของกระแสที่ไหลผ่านองค์ประกอบปฏิกิริยา L คือความเหนี่ยวนำของโช้ค C คือความจุของตัวเก็บประจุ

จากสูตรสำหรับความต้านทานขององค์ประกอบปฏิกิริยาตามมาด้วยการเพิ่มความถี่ของกระแสความต้านทานของขดลวด ตัวเหนี่ยวนำ (สำลัก) เพิ่มขึ้นและตัวเก็บประจุลดลง สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง ความต้านทานของตัวเก็บประจุมีค่าเป็นอนันต์และตัวเหนี่ยวนำมีค่าเป็นศูนย์

คุณลักษณะนี้ช่วยให้ตัวเหนี่ยวนำสามารถผ่านส่วนประกอบ DC ของฮาร์มอนิกส์กระแสตรงและดีเลย์ได้อย่างอิสระนอกจากนี้ ยิ่งหมายเลขฮาร์มอนิกสูง (ความถี่ยิ่งสูง) ก็ยิ่งมีประสิทธิภาพช้าลง ในทางตรงกันข้าม ตัวเก็บประจุจะปิดกั้นส่วนประกอบ DC ของกระแสอย่างสมบูรณ์และส่งผ่านฮาร์มอนิกส์

พารามิเตอร์หลักที่แสดงประสิทธิภาพของตัวกรองคือค่าสัมประสิทธิ์การปรับให้เรียบ (การกรอง)

คิว = p1 / p2,

โดยที่ p1 คือปัจจัยการกระเพื่อมของเอาต์พุตวงจรเรียงกระแสในวงจรที่ไม่มีตัวกรอง p2 คือปัจจัยการกระเพื่อมของเอาต์พุตตัวกรอง

ในทางปฏิบัติจะใช้ฟิลเตอร์รูปตัว L รูปตัว U และเรโซแนนซ์แบบพาสซีฟ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือรูปตัว L และรูปตัว U ไดอะแกรมที่แสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 แผนผังของการปรับฟิลเตอร์รูปตัว L (a) และรูปตัว U (b) ให้เรียบแบบพาสซีฟเพื่อลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่ถูกแก้ไข

ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณค่าความเหนี่ยวนำของตัวกรองสำลัก L และความจุของตัวเก็บประจุตัวกรอง C เป็นปัจจัยการกระเพื่อมของวงจรเรียงกระแส ตัวแปรวงจร และปัจจัยการกระเพื่อมที่จำเป็นของเอาต์พุตตัวกรอง

การคำนวณพารามิเตอร์ตัวกรองเริ่มต้นด้วยการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การปรับให้เรียบ จากนั้นคุณต้องสุ่มเลือกวงจรกรองและความจุของตัวเก็บประจุในนั้น ความจุของตัวเก็บประจุตัวกรองถูกเลือกจากช่วงความจุที่ระบุด้านล่าง

ในทางปฏิบัติจะใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุดังต่อไปนี้: 50, 100, 200, 500, 1,000, 2000, 4000 uF ขอแนะนำให้ใช้ค่าความจุที่น้อยกว่าของซีรีย์นี้ที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสูงและความจุขนาดใหญ่ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ

ความเหนี่ยวนำสำลักในวงจรตัวกรองรูปตัว L สามารถกำหนดได้จากนิพจน์โดยประมาณ

สำหรับโครงร่างรูปตัวยู —

ในสูตร ความจุจะถูกแทนที่ด้วย microfarads และผลลัพธ์จะได้รับเป็นเฮนรี

การกรองแรงดันกระเพื่อมแก้ไขแรงดันไฟฟ้า