Фильтр симметричных составляющих

 

4 р с

l *) i, О П И С А H И - Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмх

Респубпмк (1 I76570 I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт, свмд-ву (22) Заявлено 03,05.78 (21) 2611972/24 — 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 В 29/16

Гве7дарстбаккьй квмитвт

СССР ао делам кзвбретений к открытвй

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень Рй 35

Дата опубликования описания 23.09.80 (53 ) УД К 621.317.

322 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Брайко, С. Г. Таранов и Ю. Ф. Тесик (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской CCP (54) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для выделения симметричных составляющих напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в трехфазных электрических сетях.

Известен фильтр симметричных составляющих с активно-емкостными плечами (1).

Недостатком этого фильтра являются температурная и временная погрешности вьщеления симметричных составляющих, обусловленные зависимостью реактивных сопротивлений

10 фильтра от температуры и времени (погрешностью из-за температурной зависимости актансов можно пренебречь ввиду малых температурных коэффициентов сопротивлений ТКС вЂ” резисторов из манганина) .

Известен также фильтр симметричных составляющих, состоящий из активно-емкостного и активно-индуктивного плеч (2).

Он обладает теми же недостатками.

Наиболее близким к предлагаемому фильтру по технической сущности является фильтр симметричных составляющих, плечи которого состоят из активных сопротивлений и инцуктивностей (3) .

Недостатком этого фильтра является существенная погрешность выделения симметричных составляющих, обусловленная значительными изменениями активного сопротивления обмоток катушек индуктивности при изменении температуры.

Цель изобретения — снижение температурной погрешности фильтра.

Поставленная цель достигаетоя тем, что в фильтр симметричных составляющих, содержащий два плеча, каждое иэ которых выполнено в виде последовательно включенных резистора и катушки индуктивности, точки соединения которых являются выходами фильтра, а другой вывод катушки индуктивности одного из плеч является одним из его входов, дополнительно введены три резистора, причем первый и второй резисторы включены последовательно, их средняя точка является другим входом фильтра, и подключены к другому выводу резистора одного плеча и другому выводу катушки индуктивности другого плеча фильтра, \

765757 где lJ, Ц

u„„=u

10 ">-" 3 (q+< <> Ф 3Y + 1ф 4

1",1+ Ф " +jeL

1 с чъ х

2 "к +g 2 (VЪ421-к)

P + Ъ1", + j(юt, 25 (4) 30,ÏÑ 0 >,0,, 2 к

КЧ

0 0 ъ+ к

+ (2)

) + 1" 4$(64 к выводу резистора которого подключен третий из вновь введенных резисторов, вывод которого является третьим входом фильтра.

В предлагаемом фильтре первый резистор выполнен из того же материала, что и резисторь1 плеч фильтра, а второй и третий резисторы выполнены из того же материала, что и обмот. ки катушек индуктивности и имеют значения сопротивлений, равные удвоенным значениям активных сопротивлений указанных обмоток.

На чертеже изображена принципиальная схе-. ма фильтра симметричных составляющих.

Фильтр состоит из плеч 1 и 2, катушек 3 и 4 индуктивности плеч, резисторов 5 и 6 плеч, первого 7, второго 8 и третьего 9 резисторов.

Катушка 3 нндуктивности, резисторы 5, 8, 7, катушка 4 индуктивности, резисторы 6 и

9 включены последовательно. Один выводкатушки индуктивности 3 является одним из входов фильтра, средняя точка резисторов 7 и 8 — другим входом, а вывод резистора 9 является третьим входом фильтра. Средняя точка катушки индуктивности 3 и резистора

5, а также средняя точка катушки индуктивности 4 и резистора 6 являются выходами фильтра.

Выходное напряжение фильтра равно о =U

12 К 3 1"

ХЧ АЬ 1" +1

"eC . +Ъ.+ а1. (1)

Ъ К линейные напряжения под/ водимые к фильтру; сопротивление элемента 6 фильтра; то же элемента 7; активное сопротивление катушки 3 (4) индуктивности; сопротивление элемента 5.

Выразив линейные напряжения через симметричные составляющие и сгруппировав коэффициенты при соответствующих составляющих, имеем

А+% + jèÜ a1(гъ+зм) 3 + +Ъ +)UJ4 1" 43M + ШЬ

-- напряжения соответственно прямой и обратной последовательностей

"б — оператор трехфазной системы 1

2 напряжений.

После подстановки значений а и а получим

Из (3) видно, что для выделения на выходе фильтра напряжения только обратной последовательности необходимо выполнение следующих условий: „= —, (У.. + 2 )-1 ) (5) Из (5) следует, что температурная погреш., ность фильтра может быть исключена при подборе одинаковых по знаку и значению температурных приращений индуктивного сопротивления, определяемого температурным коэффициентом магнитной проницаемости (ТК ) сердечника катушки и суммарного активного сопротивления (» ф 1. х ), определяемого

ТКС материала обмоток катушек, Если 2V выполнено из материала с малым ТКС (к)t;-оси.-СОПЛЮ, выполняется равенство

К О (4) и ТК,0 подобрано таким образом, чтобы

45 выполнялось равенство (5), изменение температуры окружающей среды приведет к погрешности измерения симметричных составляющих, обусловленной изменением 1" 1 .

Относительная погрешность измерения напря50 . жения обратной последовательности расчитывается из следующего выражения ,ьо « d+(" (б)

О

При заданных ШЬ =2Е50 20 ги 6,2 кОм, 700 Ом, Ц-. " 2,5%, изменении температуры на 10 С и использовании медного обмоточU

D ного привода (ТКС = 0,4 ) относи765757 тельная погрешность определения напряжения обратной последовательности при помощи известного фильтра из (6) равна

l е

ОР,ь 1ОС7ОО<Ь

2 680o Ow 4-0 = 8%.

В данном фильтре сопротивление 2г К выполнено из того же материала, что и обмотка катушки индуктивности. Поэтому ц It -чу Ч"„" t<Ð-чаг,а av =О

Тогда из (6) следует, что г = О.

В предлагаемом фильтре уменьшается составляющая погрешности, обусловленная температурной зависимостью активных сопротивлений, обмоток катушек индуктивности, в результате чего на порядок увеличена точность определения симметричных составляющих и расширена область рабочих температур, что позволяет увеличить сферу применения фильтра.

1. Фильтр симметричных составляющих, содержащий два плеча, каждое из которых выполнено в виде последовательно включенных резистора и катушки индуктивности, точки соединения которых являются выходами фильт1

Составитель Т. Щеголькова

Техред Е. Гаврилешко Корректор Г. Решетник.

Редактор И. Мырдина

Тираж 1019, Подписное

ВНИИПИ Государ.венн . комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 6920/17

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4

Формула из обретения

pa, a другой вывод катушки индуктивности одного из плеч является одним из его входов, отличающийся тем, что, с целью снижения температурной погрешности фильтра, в него дополнительно введены при резистора, причем первый и второй резисторы включены последовательно, их средняя точка является другим входом фильтра, и подключены к другому выводу резистора одного плеча и другому выводу катушки индуктивности другого плеча фильтра, к выводу резистора которого подключен третий из вновь введенных резисторов, вывод которого является третьим входом фильтра.

2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что первый. резистор выполнен из того же материала, что и резисторы плеч фильтра, а второй и третий резисторы выполнены из того же материала, что и обмотки катушек индуктивности и имеют значения сопротивлений, равные удвоенным значениям активных сопротивлений указанных обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фабрикант В. Л. Фильтры симметричных составляющих, ГЗИ, 1962, фиг. 2.

2. Фабрикант В. Л, Фильтры симметричных составляющих, ГЭИ, 1962, фиг. 3.

3. Фабрикант В. Л. Фильтры симметричных составляющих, ГЭИ, 1962, фиг. 6,