Электромагнитный компенсатор гармоник

Авторы патента:

Кобзистый Олег Валентинович (RU)

Юндин Михаил Анатольевич (RU)

Мартынов Александр Петрович (RU)

Труфанов Виктор Александрович (RU)

H03H7/09 - фильтры, содержащие катушки взаимоиндукции

Владельцы патента RU 2335082:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения формы кривой напряжения и тока в однофазных и трехфазных четырехпроводных электрических сетях. Технический результат заключается в повышении надежности и улучшении формы кривой напряжения и тока. Компенсатор гармоник содержит конденсатор и индуктивный элемент, выполненный в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору. Первичной обмоткой индуктивного элемента также может служить нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети. Кроме того, трансформатор электромагнитного компенсатора гармоник может иметь несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы. При этом магнитопровод электромагнитного трансформатора может быть выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Известен низкочастотный фильтр /1/, содержащий конденсатор и катушку индуктивности, который включается между нагрузкой и источником питания.

Недостатком данного устройства является низкая надежность и фиксированная частота подавления гармоник.

Известен узкополосный силовой резонансный фильтр, принятый за прототип /2/, состоящий из конденсаторов, соединенных в звезду, реакторов, подключаемых либо после конденсаторов к нулевой точке, либо до них, реле аварийной сигнализации, включаемого в нейтральный провод через трансформатор тока или напряжения.

К недостаткам этого устройства относятся большие массогабаритные показатели и низкая надежность.

Задача изобретения - повышение надежности и улучшение формы кривой напряжения и тока.

Указанный технический результат достигается за счет того, что электромагнитный компенсатор гармоник содержит конденсатор и индуктивный элемент, выполненный в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору, сопротивление которого выбрано так, что создает резонанс напряжения на пропускаемой частоте. Первичной обмоткой индуктивного элемента также может служить нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети. Кроме того, трансформатор электромагнитного компенсатора гармоник может иметь несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы, сопротивления которых выбраны так, что создают резонанс тока на заграждаемых частотах, число вторичных обмоток равно числу заграждаемых частот. При этом магнитопровод электромагнитного трансформатора может быть выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:

на фиг.1 - представлена схема подключения электромагнитного компенсатора гармоник к однофазной электрической сети;

на фиг.2 - представлена схема подключения электромагнитного компенсатора гармоник к трехфазной четырехпроводной электрической сети.

Электромагнитный компенсатор гармоник содержит замкнутый кольцевой магнитопровод 1, на котором размещена вторичная обмотка 2, подключенная к конденсатору 3. Первичная обмотка 4 включена между источником питания и нагрузкой 5 (фиг.1) в однофазной сети. В трехфазной четырехпроводной сети первичная обмотка 4 включается в нулевой проводник между нагрузкой 6, 7, 8 (фиг.2) и источником питания.

Электромагнитный компенсатор гармоник функционирует следующим образом.

При использовании на трансформаторе одной вторичной обмотки 2, включенной параллельно конденсатору 3, сопротивления настраивают таким образом, чтобы в контуре возник резонанс напряжений на пропускаемой частоте, например промышленной частоте тока 50 Гц. Тогда для тока этой частоты электромагнитный компенсатор гармоник будет оказывать минимальное сопротивление, что позволит пропускать по цепи ток промышленной частоты практически без затухания. Для токов других частот электромагнитный компенсатор гармоник будет представлять значительное сопротивление, что приведет к их затуханию.

В трехфазной четырехпроводной сети с нелинейной нагрузкой в нулевом проводе наряду с током промышленной частоты будут протекать токи высших гармоник. Поэтому включение электромагнитного компенсатора гармоник фильтра в нулевой провод обеспечит затухание высших гармонических составляющих тока как в самом нулевом проводе, так и в фазных проводах. Наибольший эффект электромагнитный компенсатор гармоник оказывает на компенсацию гармоник, кратных третьей гармонической составляющей. Кроме того, при подключении фильтра не нужно разрывать нулевой провод.

При использовании нескольких вторичных обмоток, подключенных параллельно конденсаторам, сопротивления последних нужно подбирать таким образом, чтобы создать в каждом контуре резонанс тока на присутствующих в спектре тока высших гармониках. При этом фильтр для каждой из высших гармоник тока будет создавать значительное сопротивление, что приведет к их затуханию и улучшению формы кривой тока и напряжения.

Источники информации

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. - 6 изд., перераб. и доп. / Л.А. Бессонов. - М.: Высшая школа, 1973. - 752.

2. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. - 2-е изд., перераб. и доп. / И.В.Жежеленко. - М.: Энергоатомоиздат, 1986. - 168 с., - стр.129-133.

1. Электромагнитный компенсатор гармоник, содержащий конденсатор и индуктивный элемент, отличающийся тем, что индуктивный элемент выполнен в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору, сопротивление которого выбрано так, что создает резонанс напряжения на пропускаемой частоте.

2. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1, отличающийся тем, что первичной обмоткой электромагнитного трансформатора является нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети.

3. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1 или 2, отличающийся тем, что магнитопровод электромагнитного трансформатора имеет несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы, сопротивления которых выбраны так, что создают резонанс тока на заграждаемых частотах, при этом число вторичных обмоток равно числу заграждаемых частот.

4. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1, отличающийся тем, что магнитопровод электромагнитного трансформатора выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец.

Изобретение относится к перестраиваемым полосно-пропускающим фильтрам (ППФ) приемников и передатчиков. .

Сетевой фильтр для оборудования, питающегося от сети переменного тока с заземленной нейтралью // 2214036

Изобретение относится к области электротехники, в частности к сетевому фильтру для оборудования, питающегося от сети переменного тока с заземленной нейтралью, который содержит пассивный двухзвенный LC-фильтр, полупроводниковые ограничители напряжения и устройства контроля и индикации исправности полупроводниковых ограничителей напряжения.

Сглаживающий фильтр // 2168837

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для снижения пульсаций выпрямленного напряжения в различных видах преобразователей. .

Коммутационный фильтр-преобразователь // 2064220

Активный rc-фильтр // 2014726

Изобретение относится к устройствам передачи электрических сигналов и может быть использовано при разработке активных RC-фильтров, предназначенных для работы в различных радиотехнических устройствах.

Помехоподавляющий фильтр // 1748219

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подавления электромагнитных помех. .

Электрический фильтр // 1615858

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в элементной базе для тканых плат. .

Мостовой -фильтр // 807479

Широкодиапазонный полосовой фильтр с плавной перестройкой по частоте // 341137

Междуклскадный трансформатор // 265990

Электрический фильтр с компенсацией помех в рабочей полосе частот // 2349026

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве преселектора радиоприемного устройства

Способ защиты электрической сети от гармоник тока кратных трем // 2399139

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания технических средств, улучшающих защиту электрических сетей от гармоник тока кратных трем

Однофазный активный электрический фильтр // 2458381

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях

Входное устройство радиоприемника // 2464700

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано во входных цепях радиоприемников, а также в качестве фильтров гармоник радиопередатчиков

Полосовой lc-фильтр с постоянным входным сопротивлением в полосах задерживания // 2513762

Заявленное устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве селекторов профессиональных приемопередающих устройств. Технический результат - улучшение коэффициента стоячей волны на входе фильтра в полосах задерживания. Полосовой LC-фильтр с постоянным входным сопротивлением в полосах задерживания содержит первую катушку индуктивности, первый вывод которой соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, второй вывод катушки индуктивности соединен с первым конденсатором, ко второму выводу которого подключены второй и третий конденсаторы, второй вывод третьего конденсатора соединен со второй катушкой индуктивности, ко второму выводу которой подключены четвертый и пятый конденсаторы, второй вывод пятого конденсатора подключен к третьей катушке индуктивности, второй вывод которой является потенциальным выходом фильтра, вторые выводы второго и четвертого конденсаторов соединены с общей шиной, также устройство содержит дополнительную цепь, которая состоит из четвертой катушки индуктивности, первый вывод которой соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, параллельно четвертой катушке индуктивности подключен шестой конденсатор, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с резистором и пятой катушкой индуктивности, ко второму выводу которой подключен седьмой конденсатор, вторые выводы седьмого конденсатора и резистора соединены с общей шиной. 6 ил.

Узкополосный lc-фильтр // 2536392

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в различных устройствах селекции и обработки сигналов, применяемых в аппаратуре связи. Достигаемый технический результат - увеличение крутизны скатов АЧХ фильтра. Узкополосный LC-фильтр содержит первый конденсатор, первую катушку индуктивности, ко второму выводу которой подключен второй конденсатор, второй вывод которого является выходом фильтра и подключен к третьему конденсатору, вторые выводы первого и третьего конденсаторов соединены с общей шиной, при этом к первому выводу первого конденсатора подключен четвертый конденсатор, второй вывод которого соединен с пятым конденсатором и второй катушкой индуктивности, при этом второй вывод пятого конденсатора соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод второй катушки индуктивности соединен с общей шиной. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Полосно-пропускающий фильтр // 2544769

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции высокочастотных сигналов в радиотехнических устройствах, телевидении, системах связи и радиоканалах передачи телекоммуникационных данных. Достигаемый технический результат - уменьшение неравномерности амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания фильтра. Полосно-пропускающий фильтр, содержит первый и второй параллельные контуры с частичным индуктивным включением соответственно по входу и выходу фильтра, резонансная частота f0 которых равна центральной частоте полосы пропускания f0, последовательный контур связи, подключенный также к первому и второму параллельным контурам с частичным индуктивным включением, параллельно входу и выходу полосно-пропускающего фильтра подключены корректирующие конденсаторы, а емкость последовательного контура связи равна емкости параллельных контуров с частичным индуктивным включением. 3 ил.

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика // 2546309

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в усилителях мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и повышение коэффициента передачи при одновременном снижении уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключенный к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, и второй конденсатор переменной емкости, подключенный к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, причем входная катушка индуктивности входного Г-образного звена индуктивно связана со средней катушкой индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика // 2601200

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат - повышение избирательности и улучшение согласования во всем рабочем диапазоне частот передатчика. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит N поддиапазонов, входной и выходной разъемы, N фильтров нижних частот (ФНЧ), размещенных в одной плоскости и переключаемых по входу и выходу при помощи входных и выходных коммутационных элементов, между любыми двумя ФНЧ соседних по частоте поддиапазонов расположен ФНЧ другого поддиапазона, удаленного по частоте от обоих ФНЧ данной пары, при этом входные коммутационные элементы выполнены в виде трехконтактных переключателей, у каждого из которых подвижный контакт соединен с входом соответствующего ФНЧ и одновременно с первым неподвижным контактом, а второй неподвижный контакт соединен с входной соединительной шиной. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика // 2628891

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник по входу во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и на частотах гармонических составляющих передаваемого сигнала. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит N частотно-разделительных устройств, где N - число частотных поддиапазонов, каждое из которых состоит из фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, и балластного сопротивления, при этом вход каждого частотно-разделительного устройства подключается к входу фильтра гармоник через входной трехконтактный переключатель, при этом в каждом частотно-разделительном устройстве фильтр нижних частот содержит две катушки индуктивности и два конденсатора, фильтр верхних частот содержит два конденсатора и две катушки индуктивности. 1 ил.