Устройство преобразования сглаживающего фильтра в трехфазный резонансный фильтр Российский патент 2023 года по МПК H02M1/10 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в схемах обобщенных преобразователей, выполняющих попеременно функции выпрямителя и инвертора.

Известно устройство, содержащее сглаживающий фильтр типа LC, содержащий входные клеммы с плюсовым и минусовым зажимами, дроссель, содержащий катушку, намотанную на сердечник, конденсатор и выходные клеммы с аналогичными зажимами входным клеммам, причем катушка дросселя включена между плюсовыми зажимами входных и выходных клемм, конденсатор включен параллельно выходным клеммам, при этом входные клеммы подключены к выходу выпрямителя, а к выходным клеммам подключен потребитель постоянного тока [1]. Данное устройство нашло широкое применение в радиотехнике, электротехнике и автоматике для уменьшения переменной составляющей входного напряжения путем устранения нежелательных гармоник и обеспечения заданного значения коэффициента пульсаций, поскольку его схема проста и надежна. Однако, ему свойственен недостаток, заключающийся в том, что он применим только в цепях постоянного тока, хотя индуктивность дросселя и емкость конденсатора применимы не только в выпрямителях, но и в инверторах.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройстве преобразования сглаживающего фильтра в трехфазный резонансный фильтр, содержащее сглаживающий фильтр, содержащий входные и выходные клеммы с плюсовым и минусовым зажимами соответственно, дроссель, содержащий катушку, намотанную на сердечник, конденсатор и выходные клеммы, причем катушка дросселя включена между плюсовыми зажимами входных и выходных клемм, а конденсатор включен параллельно выходным клеммам, при этом входные клеммы подключены к выпрямителю, а к выходным клеммам подключен потребитель постоянного тока, введены реле постоянного тока с замыкающими и размыкающими контактами и реле трехфазного переменного тока с замыкающими контактами и одним размыкающим контактом, катушка и сердечник дросселя указанного фильтра разделены на первую, вторую и третью равные части, включаемые последовательно при схеме сглаживающего фильтра и в разрезы соответствующих фаз при схеме трехфазного резонансного фильтра: катушка первой части дросселя между точками а и в, катушка второй части дросселя между точками с и d и катушка третьей части дросселя между точками m и n; конденсатор названного фильтра составлен из трех конденсаторов равной емкости: первого, второго и третьего, которые включены параллельно в схеме сглаживающего фильтра и раздельно в схеме трехфазного резонансного фильтра: первый конденсатор подключен к первой и второй фазам, второй конденсатор - ко второй и третьей фазам, третий конденсатор - к третьей и первой фазам соответственно.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства преобразования сглаживающего фильтра в трехфазный резонансный фильтр.

Устройство содержит: входные клеммы постоянного тока 1; реле постоянного тока 2 с замыкающими контактами 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6 и размыкающими контактами: 2-7, 2-8 и 2-9; первую 3-1, вторую 3-2 и третью 3-3 части дросселя сглаживающего фильтра; первый 4-1, второй 4-2 и третий 4-3 конденсаторы сглаживающего фильтра; трехфазное реле переменного

тока 5 с замыкающими контактами 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-6, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 5-12, 5-13 и размыкающим контактом 5-7; выходные клеммы постоянного тока 6; входные клеммы переменного тока 7 и выходные клеммы переменного тока 8, причем первая фаза имеет входной 7-1 и выходной 8-1 зажимы; вторая фаза имеет входной 7-2 и выходной 8-2 зажимы, третья фаза имеет входной 7-3 и выходной 8-3 зажимы, причем указанные части дросселя сглаживающего фильтра выполнены равными и каждая из них содержит катушку и сердечник. К плюсовому зажиму входных клемм 1 подключены замыкающий контакт 2-1, реле 2 и катушка (не обозначена) реле постоянного тока 2, свободный конец которой через размыкающийся контакт 5-7 реле переменного тока 5 подключен к минусовому зажиму входных клемм 1, при этом к неподвижной части контакта 2-1 подключена катушка (не обозначена) первой части 3-1 дросселя сглаживающего фильтра, к неподвижной части контакта 2-2 реле 2 подключена катушка (не обозначена) второй части 3-2 дросселя сглаживающего фильтра, к неподвижной части контакта 2-3 подключена катушка (не обозначена) третьей части 3-3 указанного дросселя, свободный конец которой соединен с плюсовым зажимом выходных клемм постоянного тока 6, причем минусовые зажимы входных 1 и выходных 6 клемм постоянного тока соединены непосредственно. Начала всех катушек указанных частей названного дросселя обозначены точками. Начало первой катушки дросселя 3-1 соединено с первой фазой, подключенной к зажиму 7-1 входных клемм 7 переменного трехфазного тока в точке а, конец данной катушки соединен с указанной фазой в точке в; начало катушки второй части дросселя сглаживающего фильтра 3-2 соединено со второй фазой, подключенной к зажиму 7-2 входных клемм 7 переменного тока в точке с, конец данной катушки соединен с указанной фазой в точке d; начало катушки третьей части дросселя 3-3 указанного фильтра соединен с третьей фазой, подключенной к зажиму 7-3 входных клемм 7 переменного тока в точке m, а конец данной катушки соединен с указанной фазой в точке n, причем указанные катушки соединены с помощью замыкающих контактов реле 5:

первая катушка - через контакты 5-1 и 5-2; вторая катушка - через контакты 5-3 и 5-4; третья катушка - через контакты 5-5 и 5-6 с соответствующими фазами: катушка первой части дросселя 3-1 соединена с фазой, соединенной с зажимами 7-1 и 8-1 входных 7 и выходных 8 клемм переменного тока, катушка второй части дросселя 3-2 соединена с фазой, включенной между зажимами 7-2 и 8-2 входных 7 и выходных 8 клемм переменного тока, а катушка третьей части дросселя 3-3 соединена с фазой, включенной между зажимами 7-3 и 8-3 входных 7 и выходных 8 клемм переменного тока, соответственно. Верхняя пластина конденсатора 4-1 подключена к фазе между зажимами 7-1 и 8-1, нижняя пластина указанного конденсатора соединена с фазой между зажимами 7-2 и 8-2; верхняя платина конденсатора 4-2 подключена к фазе между зажимами 7-2 и 8-2, а нижняя пластина его соединена с фазой между зажимами 7-3 и 8-3; верхняя пластина конденсатора 4-3 подключена к фазе между зажимами 7-3 и 8-3, а нижняя пластина его подключена к фазе между зажимами 7-1 и 8-1. Катушка реле 5 подключена к соответствующим фазам переменного тока с помощью размыкающих контактов 2-7, 2-8 и 2-9 реле 2. Конденсаторы 4-1, 4-2 и 4-3 подключены к указанным фазам с помощью замыкающих контактов реле 5: 5-8 и 5-9, 5-10 и 5-11, 5-12 и 5-13.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения на соответствующих зажимах входных клемм постоянного тока 1 срабатывает реле постоянного тока 2, которое замыкает замыкающие контакты 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5 и 2-6 и разрывает цепи питания реле 5 с помощью контактов 2-7, 2-8 и 2-9, в результате чего формируется схема сглаживающего LC фильтра, при этом выпрямленное напряжение с улучшенным качеством (меньшим коэффициентом пульсации) поступает потребителю с помощью соответствующих зажимов выходных клемм постоянного тока 6, при этом реле переменного трехфазного тока 5 отключено от сети размыкающими контактами 2-7,2-8 и 2-9 реле постоянного тока 2. При наличии переменного напряжения на входных клеммах 7 сработает реле 5, которое разорвет цепь питания реле 2 размыкающим контактом 5-7 и

подключит катушку первой части дросселя 3-1 к фазе между зажимами 7-1 и 8-1 (точки а и в), катушку второй части дросселя 3-2 к фазе между зажимами 7-2 и 8-2 (точки с и d) и катушку третьей части дросселя 3-3 к фазе между зажимами 7-3 и 8-3 (точки m и n) с помощью контактов 5-1 и 5-2, 5-3 и 5-4, 5-5 и 5-6, соответственно. Кроме того, с помощью контактов 5-8 и 5-9 конденсатор 4-1 подключится к фазам между зажимами 7-1 и 8-1, 7-2 и 8-2, с помощью контактов 5-10 и 5-11 конденсатора 4-2 подключится к фазам 7-2 и 8-2, 7-3 и 8-3, а с помощью контактов 5-12 и 5-13 конденсатор 4-3 подключиться к фазам между зажимами 7-3 и 8-3, 7-1 и 8-1. В результате выполнения указанных операций, на зажимах 8-1, 8-2 и 8-3 выходных клемм переменного тока появится трехфазное переменное синусоидальное напряжение для питания потребителей переменного тока. Таким образом, с помощью реле постоянного тока 2, снабженного шестью замыкающими контактами и тремя размыкающими контактами, и реле переменного тока 5, снабженного двенадцатью замыкающими контактами и одним размыкающим контактом, схема сглаживающего фильтра выпрямителя преобразуется в резонансный фильтр трехфазного инвертора, чем и достигается требуемый технический результат.

Источники, принятые во внимание

[1]. Источники электропитания РЭА. Справочник. Под ред. Г.С. Найвельта. М., Радио и связь, 1986, 576 с, рис. 4.19, а, стр. 160.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в схемах обобщенных преобразователей, выполняющих попеременно функции выпрямителя и инвертора. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит: реле постоянного тока с замыкающими и размыкающими контактами; реле трехфазного переменного тока с замыкающими контактами и одним размыкающим; входные и выходные клеммы постоянного тока; входные и выходные клеммы трехфазного переменного тока; дроссель, содержащий первую, вторую и третью равные части; конденсатор, содержащий первый, второй и третий конденсаторы равной емкости. При этом в режиме выпрямления срабатывает реле постоянного тока, с помощью его замыкающих контактов формируется схема сглаживающего фильтра, в которой все части дросселя замыкаются последовательно, а все три конденсатора включаются параллельно, причем реле переменного тока отключается размыкающими контактами реле постоянного тока. При появлении трехфазного тока срабатывает реле переменного тока и формируется схема резонансного фильтра, при этом катушки первой, второй и третьей части дросселя включаются замыкающими. 1 ил.

Устройство преобразования сглаживающего фильтра в трехфазный резонансный фильтр, содержащее сглаживающий фильтр, содержащий входные и выходные клеммы с плюсовым и минусовым зажимами, дроссель, содержащий катушку, намотанную на сердечник, конденсатор и выходные клеммы, причем катушка дросселя включена между плюсовыми зажимами входных и выходных клемм, а конденсатор включен параллельно выходным клеммам, при этом входные клеммы подключены к выпрямителю, а к выходным клеммам подключен потребитель постоянного тока, отличающееся тем, что введены реле постоянного тока с замыкающими и размыкающими контактами и реле трехфазного переменного тока с замыкающими контактами и одним размыкающим контактом, катушка и сердечник дросселя указанного фильтра разделены на первую, вторую и третью равные части, включаемые последовательно при схеме сглаживающего фильтра и в разрезы соответствующих фаз при схеме трехфазного резонансного фильтра: катушка первой части дросселя между точками а и в, катушка второй части дросселя между точками с и d и катушка третьей части дросселя между точками m и n; конденсатор названного фильтра составлен из трех конденсаторов равной емкости: первого, второго и третьего, которые включены параллельно в схеме сглаживающего фильтра и раздельно в схеме трехфазного резонансного фильтра: первый конденсатор подключен к первой и второй фазам, второй конденсатор - ко второй и третьей фазам, третий конденсатор - к третьей и первой фазам соответственно.