Электрические фильтры Электрическ

Электрические фильтры


Электрические фильтрыПромышленные источники энергии обеспечивают практически синусоидальные кривые изменения напряжения. Вместе с тем в ряде случаев переменные токи и напряжения, являясь периодическими, резко отличаются от гармонических.

Электрические фильтры могут применяться для сглаживания пульсаций напряжения выпрямителей, демодуляторов, которые преобразуют модулированные по амплитуде колебания высокой частоты в относительно медленные изменения напряжения сигнала, и в других подобных устройствах.

В самом простейшем случае можно ограничиться включением последовательно с нагрузкой катушки индуктивности, сопротивление которой увеличивается с возрастанием порядка гармонической и сравнительно невелико для низкочастотных колебаний, и тем более для постоянной составляющей. Более эффективно применение П-образных, Т-образных и Г-образных фильтров.

На рис. 1 показана схема простого Г-образного фильтра с катушкой индуктивности L и конденсатором С, включенными между приемником rпр и выпрямителем В. Переменные токи всех частот встречают значительное сопротивление катушки индуктивности, а включенный параллельно конденсатор пропускает по параллельной ветви остаточные токи высоких частот. Благодаря этому значительно уменьшаются пульсации напряжения на нагрузке rпр. Могут применяться и фильтры, состоящие из двух и более подобных звеньев. Иногда используются упрощенные фильтры с резисторами вместо катушек индуктивности.


Простейший сглаживающий Г-образный электрический фильтр
Рис. 1. Простейший сглаживающий Г-образный электрический фильтр

Более совершенными являются резонансные фильтры, в которых используются явления резонанса. При последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора, когда fωL= 1/(кωС), цепь будет иметь наибольшую проводимость (активную) при частоте fω и достаточно высокие проводимости в полосе частот, близких к резонансной. Такая цепь является простым полосовым фильтром. При параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора такая цепь будет иметь наименьшую проводимость при резонансной частоте и относительно малые проводимости в полосе частот, близких к резонансной. Такой фильтр является заградительным для некоторой полосы частот.

Для улучшения характеристики простого полосового фильтра можно применять схему (рис. 2), в которой параллельно приемнику включены параллельно друг другу катушка индуктивности и конденсатор. Такая цепь настроена также в резонанс на частоту коз и представляет очень большое сопротивление для токов выбранной полосы частот и значительно меньшее сопротивление — для токов других частот.


Схема простого полосового электрического фильтра
Рис. 2. Схема простого полосового электрического фильтра

Подобный фильтр может применяться в модуляторах, которые выдают модулированные колебания определенной частоты. На модулятор М подается напряжение Uc сигнала низкой частоты, которое преобразовывается в модулированные колебания высокой частоты, а фильтр выделяет напряжение требуемой частоты, которое подается на нагрузку rпр.

Для примера предположим, что через цепь протекает несинусоидальный переменный ток и нужно устранить из кривой тока приемника очень большие по значению третью и пятую гармонические. Тогда последовательно в цепь включим два контура, настроенные в резонанс для третьей и пятой гармонических (рис. 3, а). Сопротивление левого контура, настроенного в резонанс для частоты 3ω, будет очень велико для этой частоты и мало для всех других гармонических; аналогичную роль выполняет правый контур, настроенный в резонанс для частоты 5ω. Поэтому в кривой тока приемника inp почти не будут содержаться третья и пятая гармонические (рис. 3,б), которые окажутся подавленными фильтром.


Цепь с последовательно включенными резонансными контурами, настроенными в резонанс для третьей и пятой гармонических: а — схема цепи; б — кривые напряжения и цепи и тока inp приемника
Рис. 3. Цепь с последовательно включенными резонансными контурами, настроенными в резонанс для третьей и пятой гармонических: а — схема цепи; б — кривые напряжения и цепи и тока inp приемника


Кривая напряжения на выходе полосового фильтра
Рис. 4. Кривая напряжения на выходе полосового фильтра

Выполняются в некоторых случаях и более совершенные полосовые фильтры, а также режущие фильтры, пропускающие или не пропускающие колебания, начиная с некоторой частоты. Такие фильтры состоят из Т-образных или П-образных звеньев. Принцип действия фильтров заключается в том, что в полосе пропускания частот, например полосового фильтра, наступает резонанс при n+1 частотах, где n - число звеньев. Кривая Uвых = f(ω) для такого фильтра, составленного из трех звеньев, показана на рис. 4. Резонанс имеет место при частотах ω1,ω2, ω3 и ω4.

Результаты (узбекский) 1:

Elektr filtrlar elektr energiya manbalari filtryPromyshlennye kuchlanish deyarli Sinusoidal egri beradi. Shu bilan birga, ba'zi hollarda, garmonik dan davriy, keskin farq bo'lgan oqim va kuchlanish galma. Electric filtrlar kuchlanish signali nisbatan sekin o'zgarishlar mln.yil ichida amplitudasi yuqori chastotali tebranishini o'zgartirishda ripple kuchlanish doğrultucu kipçözücülerini tekislovchi uchun ishlatiladi, va shunga o'xshash etiladi vositalar. oddiy holda, siz qarshilik garmonik va nisbatan kichik past chastotali tebranish tartibda oshiradi, va yana ham shunday DC komponent uchun yuk bobini, ketma-ket ravishda kiritilishi cheklash mumkin. T-shaklidagi, U-shaklidagi va L shaklli filtrlar yanada samarali foydalanish. Shakl. 1 chastota bilan bir qatorda oqimlari qabul qilish va doğrultucu rpr V. o'rtasida ulangan oddiy L shaklidagi filtri indüktör L va kondansatör C indükleyicinin sezilarli qarshilik javob ko'rsatadi, va parallel shoxida parallel ulangan kondansatör yuqori chastotalar qoldiq oqimlari uzatadi. Bu ancha rpr yuk kuchlanish dalgalanmayı kamaytiradi. Filtrlar ham ikki yoki undan ko'p, masalan, birliklari tashkil topgan, foydalanish mumkin. Ba'zan o'rniga endüktörlere qarshilik bilan soddalashtirilgan filtrlar ishlatiladi. Oddiy tekislash L shaklidagi elektr filtri Fig. 1. oddiy düzleştirici L shaklidagi elektr filtr rezonans hodisa ishlatiladi bo'lgan aks sado filtrlar, ko'proq mukammal. bir endüktanslarý va kapasitör, ulashda fωL = 1 / (kωS), elektron bir chastota diapazonida bir chastota fω da (faol) eng yuqori chiqilishini va etarlicha yuqori o'tkazuvchanligi bor qachon yaqin tebranish. Bu elektron oddiy tarmoqli o'tkazgan filtri hisoblanadi. parallel bir indükleyicinin munosabati va kondansatör tutashuv bilan bu jarangdor chastotasi eng o'tkazuvchanlik va yaqin tebranish bir chastota diapazonida nisbatan past o'tkazuvchanlik bo'ladi. Bunday filtri ba'zi chastota tarmoqli uchun bir to'siq hisoblanadi. Oddiy bandpass filtri tutashuv xususiyatlarini oshirish maqsadida (Fig. 2) foydalanish mumkin bo'lgan parallel indükleyicinin va kapasitör bir-biriga parallel ravishda qabul qilish. Bu elektron echkilarning rezonans chastotasi sozlangan va joriy tanlangan guruhi uchun juda yuqori qarshilik va sezilarli darajada kamroq qarshilik taqdim etiladi -. Boshqa chastota toklari uchun elektron oddiygina elektr filtri Bandpass Fig. 2. sxemasi oddiy tarmoqli elektr filtri o'xshash filtri, ma'lum bir chastota modülasyonlu tebranishini berish modülatörleri, foydalanish mumkin. modülatör M bir mln.yil ichida yuqori chastotali tebranishlar aylanadi uch past chastota signali, energiyasi va filtri yuk RPR yetkazib bir kuchlanish talab chastota, bo'ladi. Masalan, davri orqali bir non-Sinusoidal AC oqim va joriy egri juda hisoblanadi oluvchidan olib kerak deb o'ylayman uchinchi va beshinchi harmoniği uchun katta qiymati. So'ngra uchinchi va beshinchi harmoniği (Fig. 3a) javoban tuzilgan ikki tutashuv, shu jumladan, ketma-ket. chastota 3W uchun tebranish sozlangan tark pallasida qarshilik, boshqa barcha garmonik uchun juda, bu chastota uchun katta va past bo'ladi; Bu 5ω uchun rezonans chastotaga sozlangan shunga o'xshash rol o'ng tutashuv amalga oshiradi. . Shuning uchun qabul qilish joriy egri deyarli uchinchi va beshinchi garmonik (. 3-shakl, b) o'z ichiga oladi, filtr tomonidan bostirilgan qilinadi qaysi INP uchinchi va beshinchi harmoniği da aks sado sozlangan qator jarangdor tutashuv bilan tutashuv: a - elektron diagrammasi; b - kuchlanish chiziqlar va davrlari, va DC INP qabul qilish Fig. uchinchi va beshinchi harmoniği da aks sado sozlangan qator jarangdor tutashuv bilan 3. O'chirish: a - elektron diagrammasi; b - kuchlanish chiziqlar va INP qabul qilish elektron va joriy bandpass filtri ishlab chiqarish da kuchlanish egri -rasm. 4. bandpass filtri chiqishi da kuchlanish egri yaxshiroq bandpass filtri, shuningdek kesish filtrlar aks ba'zi hollarda amalga oshiriladi yoki ma'lum bir chastota bilan boshlab, o'zgarishiga qarab aks emas. Bunday filtrlar T-shaklidagi yoki U-shaklidagi Ishoratlarni iborat. filtrlar tamoyili passband chastota, bunday guruh-Pass filtri, rezonans n + 1, chastotalar keladi qaerda n - birlik soni. Shakl uch dona iborat bunday filter uchun egri Vout = f (ω). 4. aks sado chastotalar ω1 da, ω2, ω3 va ω4 uchraydi.