Сглаживающий фильтр Советский патент 1978 года по МПК H02M1/12 

Изобретение относится к преобразователь ной технике и предназначено для защиты уст рОйбтв проводной связи и устройств железно дорожной автоматики (сигнализация, централизация, блокировка) от влияния переменной составляюп1ей тока тяговой сети (контактная сеть, тяговые рельсы) электрических железных дорог постоянного гокаТ Известны сглаживающие фильтры, содержащие индуктивно связанные элементы., ре онансные контуры, подключенные к выходу ши входу фильтра и реактор в цепи тока нагрузки l, J2 . Дроссели параллельных и последовательных резонансных контуров имеют индуктивную связь с реактором. Наиболее близким к изобретению по технической .сущности является фильтр з, содержащий резонансные контуры, подключён ные к общей точке соединения индуктивно связанных и согласно включенных реакторов. Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что последовательно в цепь резонансных контуров включен дроссель, индуктивность которого равна взаимной индуктивности реакторов. Эго отличие поаволяег улучшить энергетические параметры устройства j ynpocTHTb настройку резонансных контуров, улучшить условия эксплуатации). На фиг. 1 представлена эпектрическая схема устройства с предлагаемым фильтром; на фиг. 2 - зависимости коэффициента сглаживания К (сплошными пиниями) и-(штриховыми линиями) от частоты f . Электрическая схема включает в себя преобразователь 1, нагрузку 2 и предлагаемый фильтр, который выполнен по двухзвенной резонансно-апериодической схеме. Фильтр состоит из реакторов 3 и 4, которые имеют взаимную индуктивность М и включены согласно, резонансных контуров C.l,, CjU, CiUi. дросселяUQи емкостного контура С.. Величина М равна индуктивности дросселя LQ. Реактор 3, контуры , , CjUj и дроссель Lо образуют первое резонансное звено фильтра, реактор 4 И1 контур С образуют второе апериодическое звено фильтрат. Предлагаемый фильтр может иметь все. звенья резонансные и может быть вьшолнен по многозвенной схеме. Сущность предложения состоит в следую щем. Индуктивная связь между реакторами звеньев фильгра гфи согласном вкп очении реакторов, во-первых, увеличивает иаауктивность реактора каждого звена, и за счет этого улучшает сглалшвающне свойства филь-р ра, во-вторых, приводит к тому, что конту ры, подключенные к общей точке этих реакторов, должны иметь резонансную частоту, которая не равна настоте гармоник, сгяаживаемых эти контурами. У каждого из этих контуров эти частоты отшгчаются на величину, которая зависит от коэффициента взаимной ивдуктивности реакторов и от параметров остальных контуров. Поэтому контуры, подключенные к общей точке индуктивно CBSb занных реакторов, должны настраиваться в полной схеме фильтра. Включение в цепь тока этих контуров дросселя индуктивностью, равной взаимной индуктивиостн реакторов, позволяет исключгпъ влияние индуктивной связи на резонансную частоту,, контуров и устранить зависимость резонансной частоты одного контура от настройки других контуров. Поэтому в предлагаемом фильтре конту ры, подключенные к общей точке индуктив но связанных реакторов, имеют резонансную частоту, равную частоте сглаживаемых ими гармоник, и настраиваются отдельно от схемы фильтра. Расстройка по частоте сглаживающихфильтров,, как правило, возникает вследствие изменения емкости контуров в результате старения диэлектрика конденсаторов в процессе эксплуатации или при замене вышедших И строя конденсаторов, так как обычно применяемые в фильтрах воздушные (бетон ные) реакторы и воздушные дроссели контуров в-процессе эксплуатации не меняют своч ей индуктивности. В предлагаемом фильтре измерение взаимной индуктивности реакторов и регулировки индуктивности дросселя опроизводится только при вводе его в действие. В процессе эксплуатации предлагаемого фильт ра взаимная швдуктивность реакторов и HIJ- дуктивность дросселя L о не меняются и не делаются указанные измерения и регулировка, а производится; только настройка конту ров отдельно от схемы фильтра. Указанные преимущества предлагаемого фильтра, заключающиеся в упрощении его настройки и в улучшении условий его эксплуатации, следует из анализа частотной харак теристики коэффициента сглаживания: ITi l(,)(Z2- Z34Zj-(.J . Кк-s- (o+ZzTz;, гдеи.чУа - действующие значения напряже ния на входе и на выходе фильтра. сопротивления реакторов первого ir второго звеньев фильтра, 2,2jZj результирующие сопрогивлешш контуров первого и второго звеньев фшьтра, т:,j -сопротивление взаимной индуктивности между реакторами звеньев, ZQ-- сопротивление дросселя в цепи гока резонансных контуров первого звена, В формуле верхние; знаки перед Zj jCooTветствуют согласному включению реакторов, нижние - встречному, включению. В области значений i, где К 1, напряжениеи,ХГ, и фильтр ослабляет напряжение. В области значений i, где- I, напряжениеи - и и фильтр усиливает (ТГапряжение При значениях К 4- 1 напряжениви и и входа на вы- фильтр передает напряжение с ход без изменения его величины. Расчет зависимостей на фиг, 2 произведен для параметров типового фипотра тяговых подстанций. Принято, что первое звено имеет реактор 5 мГ-и три . резонанс11ых. контура, настроенных йа частоты 100, 200, ЗООГц, имеющих емкость 144, 96, 96 мкФ и активное сопротивление 0,30, 0,20, 0,15 Ом, второе звен6,имеег реактор 3 мГ и емкостный контур 276 мкФ,, Графики А соогветствуют типовому фильтру при отсутствии взаимной индуктивности (М 0,%д O,Zo О). Графики Б соответствуют 4sHnbTpy с согласно соединенными реакторами и имеющими взаим-« ную.индуктивность М 0,5 мГ ( М, %J. ® Графики В соответствуют фильтру с М 0,5 мГ и с дроссепем Цд, имеющим индуктивность 0,5 мГ и активное сопротивление 0,02 OMjZ.... tHllf M.ZO- 0,02 + -bjzftig. Из графиков на фиг, 2 следует, что индуктивная связь при согласном соединении реакгоров сдвигает максимумы частотной характеристи1 и в область более высоких . частот относительно резонансной частоты контуров первого звена. Включение в цепь тока этих контуров дросселя обеспечивает. совпадение частоты, соответствующей максимумам характеристики и резонансной частотой контуров первого звена. формула изобретения Сглаживающий фильтр, содержащий резонансные контуры, подключенные к общей точке соединения индуктивно связанных и .согласно включенных реакторов, о т л и ч -. ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения энергети юских параметров, последовательно в цепь резонансных контуров включен дроо Еель, шэдукгивносгь которого равна вэаим ной индуктивности реакторов.

Источники информации, принятые во внимание- при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 161818, кп. Н 02 М 1/12 , 1964.

2.Авторское свидетельство СССР № 382208, кл. Н О2 М 1/12, 1973.

3.Рябенький В. М. Об одной особеинооти расчета Т образного сглаживающего , фильтра. ИВУЗ Энергетика, № 2, 1974, с. 124-127.