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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 전기 모터의 전원 공급 장치용 필터. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
일상 생활에서 DC-AC 변환기를 통해 배터리로 전기 제품에 전원을 공급해야 하는 경우가 종종 있습니다. 정현파 전압용으로 설계된 대부분의 장치는 이러한 변환기에서 생성된 직사각형 펄스에서도 매우 정상적으로 작동합니다. 불행하게도 난방 시스템에서 순환 펌프를 구동하는 모터와 같은 비동기식 모터는 포함되지 않습니다. 이러한 엔진에서 비정현파 전압이 풍부한 고조파 구성 요소의 상당 부분은 쓸데없이 열로 변환되고 나머지는 자기장의 회전 균일성을 위반합니다. 고조파를 억제하려면 게시된 기사의 저자가 제안한 체계와 계산 방법인 필터가 필요합니다. 직사각형 전압 소스에서 비동기 모터에 전원을 공급하려면 필터가 가장 적합하며 그 회로는 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX. 감쇠가 거의 또는 전혀 없이 첫 번째 고조파를 부하에 전송하여 더 높은 고조파를 매우 강력하게 감쇠시킵니다.
전기 모터에 장착된 필터의 등가 회로는 Fig. 2. 모터는 활성 저항 Rd와 자체 인덕턴스 Ld의 병렬 연결로 표시됩니다. R1도 고려됩니다-인덕터(초크) L1의 활성 저항. 두 발진 회로(직렬 L1C1 및 병렬 LDS2)는 입력 전압 펄스 반복 주파수로 조정됩니다.
전압 U - 220V, 주파수 F - 50Hz, 전력 P - 75W, cos<φ - 0,6 매개변수가 지정된 명판에서 비동기 모터용으로 설계된 필터의 요소를 계산해 보겠습니다. 추가 계산에는 원형 주파수 Ω = 2πF = 6,28 50 = 314s-1의 값과 sinφ =√의 값이 필요합니다.1-cos2φ = 0,8. 모터가 소비하는 전류의 활성 구성 요소 lR = P / U = = 75/220 = 0,341A, 반응성 - LL = IR (sinφ / cosφ) - 0,341 0,8 / 0,6 = 0,454A, 여기서 Rd = U / IR = 220 / 0,341 \u645d 220옴; Xl \u0,454d U / IL \u484d 484 / 314 \u1,51d 2 옴; Ld \u50d XL / φ \u2d \u106d 2/106 \u3142d 1,51 Gn. 회로 LdС6,58의 공진 주파수가 XNUMXHz가 되려면 커패시턴스 СXNUMX = = XNUMX / (φXNUMXLd) = XNUMX / (XNUMX XNUMX) = XNUMXμF의 커패시터가 필요합니다. 필터에 1W 전력의 형광등이 있는 램프의 초크가 L80이라고 가정합니다. 다음 데이터는 스로틀의 명판에서 찾을 수 있습니다: 공급 전압 U - 220V, 주파수 F-50Hz, 정격 작동 전류 IH - 0,84A, cosφ - 0,5(sinφ = √1-cos2Φ= 0,866) CS2 회로의 공진에서 모터 전류의 무효 성분은 커패시터 C2의 전류로 보상됩니다. 인덕터를 통해 흐르는 모터 전류(0,341A)의 활성 구성 요소는 0,84A보다 훨씬 적기 때문에 인덕터의 온도 범위는 문제를 일으키지 않습니다. 네트워크에서 램프가 소비하는 전력은 РСв - UIн = 220 0,84 0,5 = 92,4W이며 그 중 80은 램프에 떨어지고 나머지 12,4는 인덕터의 활성 저항 인 R1에 의해 소산됩니다. 전체 램프 RCв \u220d U / IH cosφ \u0,84d \u0,5d 131 / (1 12,4) \u92,4d 131 옴의 활성 저항은 램프와 인덕터 사이에 전력과 같은 비율로 분배되므로 R0,134 \u17,60d RCB ( XNUMX / XNUMX) \uXNUMXd XNUMX-XNUMX \uXNUMXd XNUMXm. 램프의 유도 저항 Хсв = U/In·sinφ = (220/0,84)∙0,866 = = 227 Ohm은 L1 = Хсвφ = 227/314 = 0,723 H인 인덕턴스인 초크에 전적으로 기인할 수 있습니다. 발진 회로 L1C1은 C50 \u1d 106 / ( φ2 L1) \u106d \u3142d 0,723 / (14 - XNUMX) \uXNUMXd XNUMX 마이크로 패럿 인 경우 XNUMXHz의 주파수로 조정됩니다. 공진시 인덕터 L1과 커패시터 C1의 리액턴스의 동등성을 고려하여 엔진 작동 중 커패시터 양단의 전압 진폭을 여러 번 계산합니다. 전류에 비례하여 전압도 증가합니다. 따라서 이 커패시터는 위에서 계산한 1배 이상의 허용 전압으로 선택해야 합니다. 입력 임펄스 전압의 고조파 필터에 의한 억제 계수는 [1]에 주어진 공식에서 얻은 공식으로 계산할 수 있습니다. dn = 1 - L1/Ld(1 - 1/n2)2, 여기서 n은 고조파 수입니다. 위에서 찾은 L1 및 Ld 값으로 세 번째 고조파(주파수 150Hz)는 3,4, 다섯 번째(250Hz) - 11, 일곱 번째(350Hz) - 22,5 및 아홉 번째(450Hz)에서 억제됩니다. Hz) - 37,8, 3회. 그림에 표시된 입력 전압 파형의 짝수 고조파. 1(곡선 XNUMX)이 없으며 억제 계수를 계산하는 것은 이치에 맞지 않습니다.
입력 전압의 첫 번째 고조파(그림 2의 곡선 3)의 진폭은 Um1 = 1,27Um이며 여기서 Um은 펄스의 진폭입니다. 다른 모양의 펄스에 대한 계수 1,27은 다를 것이며 그 값은 예를 들어 [2]에서 찾을 수 있습니다. 첫 번째 고조파의 유효 전압 U1 = 0,707Um1 = 0,9Um, 여기서 Um = 1.1U1 필터 출력의 전압은 인덕터의 활성 저항 감소만큼 적으므로 모터가 공칭 모드에서 작동합니다. , 변환기는 진폭 Um \u1,1d 1 U1 Rd / (Rd + R1,1) \u220d 645 645 17,6 / (236 + XNUMX) \uXNUMXd XNUMX V의 직사각형 펄스("meander")를 생성해야 합니다. 계산의 정확성은 Electronics Workbench 프로그램을 사용하여 개발된 필터의 컴퓨터 시뮬레이션으로 검증되었습니다. 모델에서 얻은 출력 전압 그래프(그림 3의 곡선 3 참조)는 고조파가 완전히 억제되지 않았기 때문에 정현파와 다르며 모터가 작동 중일 때 오실로스코프 화면에서 실제로 관찰되는 것과 일치합니다. 필터. 제작된 필터는 C1과 C2로서 KBG-MN, MBGCH, MBGP, MBM 커패시터 그룹을 병렬로 연결하여 최소 1000 V(C1)와 최소 400 V(C2 ). 형광등의 인덕터는 과열 없이 모터가 소비하는 전류를 견딜 수 있는 다른 유사한 인덕턴스로 교체할 수 있습니다. 수제 초크가 강철 자기 회로 USh 16x30에 감겨 있습니다. 권선은 와이어 PEV-870 2의 0,3 회전입니다. 실습을 통해 필터에 조정이 필요하며 직렬 및 병렬 분기를 독립적으로 조정하는 것이 좋습니다. 이를 위해서는 220V, 75W 백열 램프와 AC 전압계가 필요합니다. 필요한 모든 예방 조치를 준수하는 "신호 소스"로 주전원을 사용할 수 있습니다. 직렬 회로 L1C1은 도 4에 도시된 회로에 따라 구성된다. 1. EL1 램프는 등가 부하 역할과 동시에 튜닝 표시기 역할을 합니다. 커패시터 CXNUMX의 초기 커패시턴스는 계산된 것보다 약간 적습니다. 더 작은 용량의 추가 커패시터를 주 커패시터와 병렬로 연결하여 점차 증가합니다. 목표는 램프의 최대 밝기 또는 전압계의 최소 판독값을 달성하는 것입니다.
병렬 회로는 그림에 표시된 방식에 따라 구성됩니다. 5, 램프의 최저 밝기 또는 최대 전압계 판독 값을 달성합니다.
튜닝하는 동안 모터 샤프트는 기계적 부하 없이 회전해야 합니다. 문학
저자: V.Volodin, 오데사, 우크라이나
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