Активный электрический фильтр

Авторы патента:

H03H7/00 - Многополюсники, содержащие только пассивные электрические элементы в качестве компонентов схемы (входные цепи приемников H04B 1/18; цепи, моделирующие отрезок кабеля связи, т.е. цепи, эквивалентные такому отрезку H04B 3/40)

H02J3/18 - устройства для регулирования, устранения или компенсации реактивной мощности в сетях (для регулирования напряжения H02J 3/12; использование катушек Петерсена H02H 9/08)

Владельцы патента RU 2634187:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях. Технический результат заключается в снижении высших гармонических составляющих в контролируемых точках энергетической системы, а также в снижении массогабаритных показателей активного электрического фильтра. Активный электрический фильтр содержит первое и второе согласующие устройства, интегральные прерыватели, мультивибраторы, частотные режекторные фильтры, сумматор, дифференциальные усилители мощности и силовые модули. 1 ил.

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

Известен трехфазный активный электрический фильтр [1], содержащий LC-фильтры, систему преобразования входной информации, сумматоры, синхронизированную систему формирования эталонного сигнала, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), буферные каскады, импульсные усилители мощности, соединенные с входами LC-фильтров, а выходы фильтров соединены с фазами питающей сети.

Недостатками данного трехфазного активного электрического фильтра являются: невысокое быстродействие, сложная следящая система, сравнительно низкая глубина фильтрации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является однофазный активный электрический фильтр [2]. Он состоит из систем преобразования входной информации, синхронизированной с сетью системой формирования сигнала ошибки, инфертора, широтно-импульсного модулятора (ШИМ), буферного каскада, импульсного усилителя мощности, LC-фильтра, мощной нелинейной нагрузки, присоединенной к трехфазной электрической сети U, V, W с нулевым проводом N.

Недостатками данного однофазного активного электрического фильтра являются, сравнительно низкая глубина фильтрации и сложная схема.

Задача изобретения заключается в создании активного электрического фильтра с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Сущность изобретения заключается в следующем. Первое согласующее устройство соединено с входом интегральных прерывателей. Выход интегральных прерывателей соединен с мультивибраторами. Выход мультивибраторов соединен с входом частотных режекторных фильтров, выходы которых подключены к сумматору и дифференциальным усилителям мощности. Выход дифференциальных усилителей мощности соединен с входом силовых модулей, выход силовых модулей соединен с входом второго согласующего устройства. С выхода второго согласующего устройства восстановленный корректирующий сигнал подается в фазы питающей сети.

На чертеже схематично изображен активный электрический фильтр. Он содержит первое согласующее устройство 1, интегральные прерыватели 2, мультивибраторы 3, частотные режекторные фильтры 4, сумматор 5, дифференциальные усилители мощности 6, силовые модули 7, второе согласующее устройство 8, нагрузку 9.

Фильтр работает следующим образом. С первого согласующего устройства 1 необходимые для согласования низковольтных цепей сигналы поступают на вход интегральных прерывателей 2, которые преобразуют непрерывный корректирующий сигнал в дискретный сигнал. С выхода интегральных прерывателей 2 дискретный сигнал поступает на вход мультивибраторов 3, на выходе мультивибраторов 5 вырабатываются дискретные сигналы, которые выдают напряжения, пропорциональные напряжениям в фазе питающей сети. Эти напряжения поступают на систему частотных режекторных фильтров 4. На выходе частотных режекторных фильтров 4 формируются два сигнала, мгновенные значения амплитуды и фазы, которые равны мгновенным значениям амплитуд и фаз основных и высших гармоник. Сигналы с выхода частотных режекторных фильтров 4 поступают на входы сумматоров 5, в результате на выходе сумматоров 5 получаются скорректированные сигналы высших гармоник. С выхода частотных режекторных фильтров 4 сигнал поступает на дифференциальные усилители мощности 6, с выхода импульсного усилителя мощности 6 усиленные дискретные сигналы поступают на силовые модули 7, а с модулей - на вход второго согласующего устройства 8. С выхода второго согласующего устройства 8 восстановленный корректирующий сигнал подается в фазы питающей сети на нагрузку 9, что ведет к компенсации высших гармоник.

Активный электрический фильтр позволяет использовать режекторные частотные фильтры с высокой добротностью, лучшие частотные свойства которых позволяют упростить выходные LC-фильтры и тем самым улучшить качество электрической энергии. Это позволяет, в свою очередь, снизить высшие гармонические составляющие в контролируемых точках энергетической системы, компенсировать реактивную составляющую мощности, а также использовать мощность нелинейных искажений. Кроме того, отсутствие буферных каскадов и сложной следящей системы позволит снизить массогабаритные показатели активного электрического фильтра.

Источники информации

1. Патент РФ №427207, Н03Н 7/9, 10.12.2004 г.

2. Патент РФ №2458381, Н03Н 7/09, 20.08.2011 г. – прототип.

Активный электрический фильтр, содержащий первое согласующее устройство, интегральные прерыватели, мультивибраторы, частотные режекторные фильтры, сумматор, дифференциальные усилители мощности, силовые модули, второе согласующее устройство, отличающийся тем, что первое согласующее устройство соединено с входом интегральных прерывателей, выход интегральных прерывателей соединен с мультивибраторами, выход мультивибраторов соединен с входом частотных режекторных фильтров, выходы которых соединены с входом сумматора и входом дифференциальных усилителей мощности, а выход дифференциальных усилителей мощности соединен с входом силовых модулей, выход силовых модулей соединен с входом второго согласующего устройства.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники.

Имитатор двухполюсника высшего (к-го) порядка // 2598330

Изобретение относится к радиоэлектронике и связи и может быть использовано при создании активных RC-фильтров, а также в устройствах импульсной техники и автоматического управления для регулирования и компенсации переходных процессов.

Многофункциональный интегрированный электромагнитный компонент // 2585248

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве компонента для построения на его основе силовой пассивной части различных электротехнических устройств.

Плоская катушка индуктивности с повышенной добротностью // 2523932

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах, в которых необходимы катушки индуктивности. Достигаемый технический результат - повышение добротности без увеличения плотности магнитного потока или индуктивности.

Многоканальный частотно-разделительный селектор // 2493653

Изобретение относится к преселекторам радиоприемных устройств. Техническим результатом является уменьшение рабочего затухания в полосах пропускания селектора.

Полосовой перестраиваемый lc-фильтр // 2459349

Динамический фильтр подавления гармоник для энергосистемы переменного тока // 2401510

Изобретение относится к динамическому фильтру подавления гармоник (ФПГ), предназначенному для энергосистемы переменного тока. .

Полосовой высокоизбирательный lc-фильтр // 2372711

Фильтр напряжения обратной последовательности // 2316776

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения для определения напряжения обратной последовательности. .

Режекторный фильтр // 2084078

Изобретение относится к области радиотехники, к устройствам режектирования (подавления) сосредоточенных помех, поступающих на вход радиоприемника совместно с полезным сигналом.

Способ и устройство для подачи электрического питания в электродуговую печь // 2632366

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для подачи электрического питания в электродуговую печь, содержащую по меньшей мере один электрод.

Реакторная группа, коммутируемая тиристорами // 2631678

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления комбинированными источниками реактивной мощности, построенными на основе статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности.

Система ограничения перенапряжений для среднего и высокого напряжения // 2630679

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение надежности защиты от перенапряжений.

Дугогасящий реактор с регулируемым магнитным зазором // 2626619

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью. Технический результат состоит в повышении надежности, улучшении условий эксплуатации и упрощении технического обслуживания.

Компенсированная система электроснабжения удаленных потребителей электрической энергии // 2626009

Использование: в области электротехники для питания удаленных потребителей электрической энергии, например буровых установок в нефтегазодобывающем комплексе. Технический результат – повышение эффективности и надежности электроснабжения по ЛЭП переменного тока с большими величинами активного и индуктивного сопротивлений потребителей электрической энергии, расположенных на большом расстоянии от источника трехфазного переменного напряжения промышленной частоты с одновременным повышением энергетических показателей и качества электрической энергии в системе электроснабжения.

Способ выделения свободной составляющей в контуре нулевой последовательности электрической сети и устройство автоматической настройки дугогасящего реактора на его основе // 2621670

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе устройств автоматической настройки статических и плунжерных дугогасящих реакторов (ДГР) в электрических сетях с изолированной и компенсированной нейтралью, а также в сетях с комбинированным режимом заземления и в устройствах для работы в сетях с пониженной добротностью и параллельным соединением нескольких ДГР.

Комбинированное устройство компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на основе управляемого шунтирующего реактора-трансформатора // 2621068

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено на электрических подстанциях высокого и сверхвысокого напряжения, на которых для регулирования напряжения подводимых воздушных линий электропередачи (ВЛ) требуется компенсация реактивной мощности и стоит задача плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ в сезон гололедообразования.

Способ автоматической настройки компенсации дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием // 2618519

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ.

Компенсационно-симметрирующее устройство // 2613656

Область использования: изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети.

Способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземлённой через регулируемый дугогасящий реактор // 2612321

Способ определения запаса статической устойчивости узла нагрузки электрической сети с асинхронными двигателями // 2638573

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для контроля запасов и предотвращения нарушений устойчивости узлов нагрузки электрической сети с асинхронными электродвигателями. Технический результат - повышение точности определения запасов статической устойчивости узлов нагрузки электрической сети с асинхронными электродвигателями, возможность их определения при неизвестных параметрах схем замещения двигателей и электрической сети, предотвращение нарушений устойчивости режимов электродвигателей. В способе производят периодические измерения режимных параметров нагрузки в узле ее подключения или со стороны питающего узла. В текущем времени по уравнениям взаимосвязи режимных параметров и параметров схем замещения для совокупности режимов работы узла нагрузки, питающего узла, формируемых как из режимов работы узла нагрузки при их естественном изменении, так и при искусственно создаваемых изменениях путем значимой разгрузки электродвигателей, изменения напряжения в питающем узле, определяют параметры схем замещения асинхронных двигателей, узлов комплексной нагрузки, питающей сети. По известным параметрам текущего режима и схемы замещения электрической сети с узлом нагрузки рассчитывают критическое скольжение электродвигателя или эквивалентного электродвигателя для группы электродвигателей, предельные напряжения и мощности двигателя, узла нагрузки или напряжения питающего узла, коэффициенты запаса по напряжению и мощности и, при недопустимом снижении заданных запасов по напряжению или активной мощности, снижают загрузку асинхронных двигателей или воздействуют на средства повышения напряжения и осуществляют отключение части нагрузки для предотвращения нарушения статической устойчивости режима асинхронных двигателей. 1 табл., 12 ил.