交流凈化電源中等效電感的分析

圖4交流凈化電源去耦等效電路

故式（1）可表示為（2）

上式中

(n=3,5,7,…)n=1時，(3)

在實際設計交流凈化電源時，由于對3次和5次諧波都加有濾波電路，而7次以上的諧波分量很小，所以在實際計算中，可以近似地將3次以上的諧波分量略去不計。故可近似認為

uL1≈b1sinβ

又，由于IL1=IL，因此即則(4)

式（4）即為表征等效電感L與晶閘管觸發角θ之間關系的近似計算公式。

　　（編者注：此式與本刊總第11期有關文章中的推導結果不完全一致，設定的條件也不相同。）

3等效電感的實際應用

知道了等效電感的近似計算公式，在實際設計交流凈化電源時，可將圖1等效為如圖4所示的去耦等效電路，使復雜的問題簡單化。

用網絡分析法，可得如下方程(5)(6)其中

　　而L與L1之間的關系由式（4）得出。

　　在負載為純阻性的情況下，有　　將以上關系式代入式（5）、（6）可以求得，(7)

由上式可知，要使輸出電壓保持穩定，在參數L1、L2、L3、C及負載R確定的情況下，當輸入交流電壓發生變化時，則Lx（實際上表現為晶閘管觸發角θ）亦相應要發生變化。

在實際設計時，根據式（4）和式（7）選擇合適的晶閘管觸發角θ及參數L1、L2、L3、C，有助于設計出不同功率、不同穩壓范圍的交流凈化電源，并使設計更加合理，更加穩定可靠。

4實驗結果分析

下面來驗證式（4）的可行性

現對一實用的3kVA交流凈化電源進行分析。該電源的主要參數為：

L1=60mH，L2=193mH，L3=21.4mH，C=20μF，R=16.1Ω，Uo=220V。

根據式（4）和式（7）可算出，Ui與θ之間的理論計算值如表1中上格所示。

利用同步示波器和調壓器，實測出Ui與θ之間的數據如表1中下格所示。

表1VI與θ的理論與實測值

VI由表1可知，θ的理論計算值與實測值基本吻合，故等效電感L的計算公式（4）經實驗證明是行之有效的。

5結語

運用傅立葉級數，并結合實際情況，推導出了交流凈化電源中等效電感L和晶閘管觸發角θ之間的關系式，并通過實驗進行了驗證。利用這個關系式，有助于設計出不同規格的交流凈化電源，并使設計更為合理可靠。