Сетевой заграждающий фильтр Советский патент 1988 года по МПК H02M1/12 

СА 00

О О)

10

15

25

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для заграждения сигналов промышленной частоты.

Цель изобретения - упрощение настройки фильтра.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема фильтра; на фиг. 2, 3 - векторные диаграммы ненастроенного фильтра; на фиг. 4, 5 - векторные диаграммы настроенного фильтра.

Фильтр включает параллельный LC-кон- тур (фиг. 1), образованный обмоткой 1 дросселя, последовательно включенными дискретным конденсатором 2 и переменным активным сопротивлением (резистором) 3, нагруженный на балластный резистор 4, выполненный в виде потенциометра, средний вывод 5 которого через вторую (компенсационную) обмотку 6 дросселя соединен с выходным выводом для подключения нагрузки 7. Общая точка соединения обмотки I и резистора 3 подключена к входному выводу 8. Резистор 4 включен между общей точкой соединения обмотки 1 с конденсатором 2 и общим выводом 9.

На векторных диаграммах фиг. 2-5 приняты следующие обозначения: 1 - ток заграждаемой частоты, проходящий через резонансный контур, „ - активная, р - реактивная составляющие этого тока, 1. - ток заграждаемой частоты, определяющий падение напряжения U на балластном резисторе, (. - ток емкостной ветви резонансного контура, ас - его активная, а Ip - реактивная составляющие, 1 - ток индуктивной ветви резонансного контура, I - его активная и 1 - реактивная составляющие, и - напряжение заграждаемой частоты, подведенное к выводам 8 и 9, ULC - напряжение заграждаемой частоты на резонансном контуре. UtH - напряжение резонансной частотьц приложенное к нагрузке 7, ЕК - электродвижущая сила, наводимая в обмотке 6, ф - угол между напряжением в контуре ULC и напряжением на балластном резисторе U .

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе осуществляют грубую настройку фильтра. На втором - точную настройку фильтра. Первый этап включает -с подбор дискретных элементов из ряда номинальных параметров (с учетом допусков) согласно расчетным значениям для конкретной резонансной частоты. При этом номинальная величина дискретного конденсатора 2 выбирается равной или несколько больше расчетной. Величина переменного активного сопротивления резистора 3 выбирается соизмеримой с активным сопротивлением потерь обмотки 1 резонансного контура. Векторная диаграмма токов ветвей фильтра после гру30

35

когда активное сопротивление резистора 3 равно нулю. Реактивная составляющая тока рс в ветви конденсатора несколько больше реактивной составляющей Ipi. тока ветви индуктивности. Поэтому вектор тока, проходящего через балластный резистор , а также вызванное им падение напряжения и будут иметь угол сдвига ф по отношению к вектору напряжения на резонансном контуре ty,.t . Вектор электродвижущей силы

ЕК обмотки компенсации практически совпадает с вектором напряжения на резонансном контуре и повернут к последнему на 180°. Из векторной диаграммы напряжений на фиг. 3 видно, что при грубой (дискретной) настройке принципиально невозможно осуществить полную компенсацию напряжения U, на балластном резисторе электродвижущей силой ЕК, наведенной в компенсационной обмотке. На фиг. 4 изображена векторная диаграмма устройства, достигнутая точной регу- 20 лировкой с помощью резистора 3. Вводом активной составляющей ас в емкостную ветвь резонансного контура осуществляется поворот вектора тока 1, и вектора напряжения и,д до совпадения с вектором на резонансном контуре Uut , образуя контур Uit , т. е. регулируемым резистором 3 достигается регулировка фазы компеисирующего напряжения. Регулировка напряжения Увл осуществляется передвижением среднего вывода 5 потенциометра. Благодаря этому возможна точная компенсация регулируемого напряжения на резисторе 4 U с дискретно установленной электродвижущей силой Ек обмотки 6. В результате точной настройки напряжение заграждаемой частоты на нагрузочном сопротивлении снижается до пренебрежимо малой величины (фиг. 5).

40

50

Упрощение достигается за счет исключения элементов подстройки величины индуктивности дросселя и емкости конденсатора.

Формула изобретения

Сетевой заграждающий фильтр, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно сети переменного тока и нагрузки, конденсатор, двухобмоточный дроссель и первый резистор, подключенный одним концом к общему выводу, а другим - к общей точке соединения одного вывода конденсатора с одним из выводов первой обмотки дросселя, соединенным с входным выводом, отличающийся тем, что, с целью упрощения иастройки фильтра, дополнительно введен второй резистор с регулируемым сопротивлением, включенный между другим выводом конденсатора и входным выводом, а в качестве первого ребой настройки резонансного контура с по- 55 зистора использован потенциометр, средний мощью дискретных элементов приведена навывод которого через вторую обмотку дрос-фиг. 2. Диаграмма соответствует состоянию,С€ля подключен к выходному выводу.

5

5

0

5

когда активное сопротивление резистора 3 равно нулю. Реактивная составляющая тока рс в ветви конденсатора несколько больше реактивной составляющей Ipi. тока ветви индуктивности. Поэтому вектор тока, проходящего через балластный резистор , а также вызванное им падение напряжения и будут иметь угол сдвига ф по отношению к вектору напряжения на резонансном контуре ty,.t . Вектор электродвижущей силы

ЕК обмотки компенсации практически совпадает с вектором напряжения на резонансном контуре и повернут к последнему на 180°. Из векторной диаграммы напряжений на фиг. 3 видно, что при грубой (дискретной) настройке принципиально невозможно осуществить полную компенсацию напряжения U, на балластном резисторе электродвижущей силой ЕК, наведенной в компенсационной обмотке. На фиг. 4 изображена векторная диаграмма устройства, достигнутая точной регу- 0 лировкой с помощью резистора 3. Вводом активной составляющей ас в емкостную ветвь резонансного контура осуществляется поворот вектора тока 1, и вектора напряжения и,д до совпадения с вектором на резонансном контуре Uut , образуя контур Uit , т. е. регулируемым резистором 3 достигается регулировка фазы компеисирующего напряжения. Регулировка напряжения Увл осуществляется передвижением среднего вывода 5 потенциометра. Благодаря этому возможна точная компенсация регулируемого напряжения на резисторе 4 U с дискретно установленной электродвижущей силой Ек обмотки 6. В результате точной настройки напряжение заграждаемой частоты на нагрузочном сопротивлении снижается до пренебрежимо малой величины (фиг. 5).

Упрощение достигается за счет исключения элементов подстройки величины индуктивности дросселя и емкости конденсатора.

Формула изобретения

Сетевой заграждающий фильтр, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно сети переменного тока и нагрузки, конденсатор, двухобмоточный дроссель и первый резистор, подключенный одним концом к общему выводу, а другим - к общей точке соединения одного вывода конденсатора с одним из выводов первой обмотки дросселя, соединенным с входным выводом, отличающийся тем, что, с целью упрощения иастройки фильтра, дополнительно введен второй резистор с регулируемым сопротивлением, включенный между другим выводом конденсатора и входным выводом, а в качестве первого резистора использован потенциометр, средний вывод которого через вторую обмотку дросJpL

Фиг.З

Изобретение относится к области элект- ротехники и может быть использовано для заграждения сигналов промышленной частоты. Цель изобретения - упрощение настройки фильтра. Устройство содержит включенную между входным и общим выводами цепь из последовательно соединенных обмотки 1 дросселя и потенциометра 4. Обмотка 1 защунтирована цепочкой из последовательно соединенных конденсатора 2 и переменного резистора 3. Средний вывод 5 потенциометра 4 через обмотку 6 дросселя соединен с одним из выходных выводов для подключения нагрузки. Благодаря использованию переменного резистора 3 и потенциометра 4 обеспечивается возможность раздельной и п/.авной регулировок фазы и амплитуды компенсирующего напряжения. 5 ил. (О СЛ

Фаг. 2

JRC

Jc

R8 LCR

PL

J/

Фиг4

и

ULCR

URS

Фаг.5