Запорожец Издания
ченные на десятках образцов. Разброс характеристик отдельных конденсаторов может достигать более 50 % относительно среднего значения. Все зависимости C(f) и Гк(Г) имеют спад величин емкости и сопротивления с ростом частоты. В конденсаторах К50-24 (рис. 6.13,а) спад емкости более сильный при больших величинах номинальной емкости и напряжения. Величины внутренних сопротивлений для рассматриваемых конденсаторов в диапазоне частот 1 ... 100 кГц изменяются от единиц до долей ома (рис. 6.13,6). Более низкие значения и меньший спад Гк у конденсаторов К50-24 больших размеров. Конденсаторы К53-1 обладают величиной Гк более низкой, а конденсаторы К52-2 более высокой, чем конденсаторы К50-24 с близкими номинальными значениями емкости и напряжения. ,f Все рассмотренные на рис. 6.13 конденсаторы имеют собственные резонансные частоты выше 100 кГц. Знание характеристик C(f), Гк(1) для каледого типономинала конденсатора с разбросом этих характеристик относительно средних значений и с учетом их температурных зависимостей (приводятся в технических условиях на конденсаторы) необходимо для набора конденсаторов с минимальным суммарным объемом. На примере покажем, как зависит объем конденсаторов от предъявляемых к ним требований ,по характеристикам C(f), Гк(1): 1. Пусть определена необходимая величина емкости выходного фильтра Свых=10 мФ и известна частота следования импульсных изменений тока нагрузки 1 кГц. При этом должно выполняться равенство Сбых=С(1) =С(1 кГц) = 10 мФ. 2. Предположим, что требуется величина омического сопротивления конденсаторов ГкЮ мОм при пульсациях через конденсаторы тока с амплитудой А1к и при частоте fn=50 кГц. Значение сопротивления определяется из соотношения rKAUn.n/AL, где А1к = А1др, а Л1др=1выхт1п. Тогда необходимо, чтобы Гк({) = =Гк (50 кГц) 10 мОм (AUn.n - амплитуда периодических пульсаций напряжения). 3. Допустим, что получено Сбых=10 мФ без учета зависимости C(i). Тогда должно выполняться равенство Свых = С([)=С (50 кГц) = 10 мФ. Для выполнения 1-го требования из полученных зависимостей C(f) можно выбрать три конденсатора К50-24-25В-4700 мкФ - С(1 кГц) = 10 мФ. Выполнение 2-го требования обеспечивает, например, набор из 15 конденсаторов К50-24-25В-2200 мкФ - Гктах(50 кГц) = 10 мОм. Выполнение 3-го требования обеспечивает набор из 50 конденсаторов К50-24-25В-1000 мкФ- С (50 кГц) = 10 мФ. Представленные наборы не гарантируют Уктш(0- Они призваны лишь продемонстрировать зависимость Vk от частоты. Для определения VKmin(f) необходимо анализировать различные сочетания конденсаторов, в том числе с разными номинальными значениями емкостей конденсаторов внутри набора. 5-98 129 Ориентировочные данные для полученных наборов конденсаторов: Параметры Номер требования 1 2 3 Cnom, мкФ..........4700X3 2200X15 1000X50 С (1 кГц), мФ......... 10 25 40 Гк (50 кГц), мОм........30 10 4 С (50 кГц), мФ........1,4 4,0 10 V„, см........... 52 126 285 Объемы наборов конденсаторов увеличиваются с 52 см при требовании «1» до 126 см при требовании «2» и до 285 см при требовании «3», т. е. 3-е требование в данном случае является определяющим объем конденсаторов. Необходимо отметить, что олределяемые по результатам конструктивного расчета наборы конденсаторов с Уктт({) необходимо проверять на допустимые значения амплитуд пульсаций напряжения Лип.пдоп и тока конденсаторов А1к в зависимости от f по их техническим условиям. В случае превышения AUn.n над Аип.пдоп необходимо либо уменьшить AUn.n выбором Ьвых и Свых, либо переходить к конденсаторам с более высоким номинальным напряжением. В настоящее время отсутствие высококачественных высоковольтных и низковольтных конденсаторов большой емкости с приемлемыми для ВПН частотными характеристиками отрицательно сказывается на получаемых отечественными специалистами объемно-энергетических показателях впн. в США, Германии, Японии ряд фирм (Sprague, Siemens, NCC) производит алюминиевые электролитические оксидно-полупроводниковые конденсаторы для впн с характеристиками в несколько раз выше отечественных аналогов [116]. В настоящее время наиболее перспективным для использования в ВПН можно признать конденсатор типа К53-28М с номинальными емкостями 1 ... 220 мкФ, напряжением 6,3... 40 В, сопротивлением 0,07 ... 3,5 Ом, диапазоном -рабочих частот 10 Гц... ... 100 МГц, интервалом рабочих температур -60... -f 125°С. Этот конденсатор предназначен для монтажа на поверхность и характеризуется малой величиной собственной индуктивности. Высокочастотные фильтры Для снижения до допустимого уровня помех, поступающих в первичную электрическую сеть от различных источников радиопомех, пользуются так называемыми сетевыми или индуктивно-емкостными фильтрами. Характерная особенность этих фильтров заключается в том, что их электрические и конструктивные параметры должны отвечать одновременно двум основным условиям: обеспечивать требуемую эффективность подавления радиопомех в широком диапазоне радиочастот; работать длительное время под значительными рабочими токами и напряжениями питающих сетей,, обеспечивая нормальную передачу полезной рабочей энергии по сети к электрооборудованию, не ухудшая его эксплуатационных качеств. Имеется значительное число разработок и .публикаций, посвященных помехоподавляющим фильтрам, например [36... 38]. Отечественная промышленность выпускает несколько серий таких фильтров. В частности, для подавления помех в диапазоне частот 0,15... 1000 МГц предназначены фильтры электрические приставные с эффективностью 60; 80 и 100 дБ серии ФП. Серия из 16 типов фильтров рассчитана на различные рабочие нагрузки и напряжения постоянного и переменного токов. / Серия малогабаритных фильтров типа ФБ состоит из четырех широкополосных помехоподавляющпх фильтров, предназначенных для ослабления высокочастотных помех с эффективностью не менее 80 дБ в цепях с напряжениями 60... 500 В и рабочими нагрузками 0,1... 100 А. Для ослабления помех в диапазоне СВЧ могут эффективно использоваться поглощающие фильтры ФПС. Эти широкополосные заградительные устройства предназначены для нейтрализации паразитных излучений СВЧ в местах вводов в экраны сетей постоянного, пульсирующего и переменного токов. Технические данные указанных фильтров, а также основные требования, предъявляемые к ним, расчеты и выбор элементов фильтров и основные принципы конструирования приведены, в частности, в работе [37]. В зависимости от рабочих нагрузок в цепях и требуемого уровня помехоподавления возможно использование как витковых, так и безвитковых дросселей в сочетании с различными конденсаторами. Важным моментом при выполнении помехоподавляющпх дросселей является выбор ферромагнитного материала сердечников. Учитывая широкий диапазон частот, в котором должны работать дроссели, и значительные величины потребляемых электроустройствами рабочих токов питания, подмагничивающих сердечники, предпочтение следует отдавать сравнительно низкопроницаемым ферромагнитным материалам. Оптимальными являются магнитодиэлектрические сердечники, изготовленные на основе МО пермаллоя и предназначенные специально для индуктивных элементов помехоподавляющих устройств. В настоящее время разрабатывается и осваивается промышленностью ряд сетевых фильтров. Из освоенных промышленностью можно рекомендовать фильтры типов ФСБ-2 и Д19. Первые из них рассчитаны на токи до 2 А при коэффициенте вносимого затухания в диапазоне 0,01 ...0,15 МГц не менее 20 дБ, в диапазоне 0,15... 300 МГц не менее 30 дБ. Фильтр типа Д19 имеет рабочий ток 0,5... 5 А при коэффициенте вносимого затухания в тех же диапазонах, как и в предыдущем фильтре соответственно не менее 15 и 40 дБ. На рис. 6.14 показан фильтр типа Д19-7 -самый мощный ИЗ данной серии. 5* 131 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53
|