Фильтр симметричных составляющих Советский патент 1980 года по МПК G01R29/16 

(54) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения симметричных составлякщих напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в трехфаэных электрических сетях. Известен фильтр симметричивк составляющих, состоящий из активно-емкостных плеч . Недостатком этого фильтра является температурная погрешность симметричных составлякквих, обусловленн 1я зависимостью реактивных сопротивлений фильтра от температуры (погреш,йостью температурной зависимости актансов можно пренебречь ввиду малых температурных коэффициентов сопротивления (ТКС) резисторов из манга нина) ... Известен другой фильтр симметричных составляющих, состоящий из активных сопротивлений и индуктивностей 2 Недостаток фильтра - существенная погрешность определения симметричных составлякидих, обусловленная значитель ными изменениями активного сопротивления обмотки катушек индуктивности от температуры. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фильтр симметричных составляющих, в котором частично установлена температурная погрешность, обусловленная изменения |.ш активного сопротивления обмотки катушки индуктивности при изменении температУ 4 окружающей среды. Этот фильтр состоит из активноиндуктивных плеч, активные катушки которых выполнены из разнородных материалов: одна часть г , Гд и г из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления, а другая 2rjj - из того же материала, что и обмотка катушки индуктивности, причем значения сопротивлений других частей равны удвоенному значению активного сопротивления г обмотки катушки индуктивности. Выходное напряжение фильтра равно л .-, g -r-K- auJt .л . г, iiJ где , ьо -линейные напряжения, одводимые к фильтру. Выразив линейные напряжения через имметричные составлякяцие и сгруппировав коэффициенты при соо тветствую щих составляющих, имеют .Mi fir:xli(i)L q() .t-,- -t-2+3r +ju)L t-j+bt- 4.;5U)L t- n-riiir i ii q() 1 (1} Lr-n.,4-br,tju)l -t-Ъг фju)uJ где и , и - напряжения соответатвен но прямой и обратной лт; последовательностей оператор трехфазной системы напряжений. .Для получения на выходе фильтра на пряжения, пропорционального напряжению обратной последовательности, нербходимо, чтобы коэффициент при соответствующей прямой последовательности в (2) обратился в нуль. Учитывая, что TY r-j //2rj,, и, подставл яя-значение а - -4oyj/ / , приравниваютк нулю числитель этого коэффициента 3) , Индуктивное сопротивление должно .быть равно . выражению ); (,). (4) Последнее равенство невыполнимо при изменении температуры в широком диапазоне из-за нелинейной зависимости магнитной проницаемости сердечников катушек индуктивности от температуры з, Недостатком фильтра является погре ность, обусловленная различным характером изменения индуктивных соирптивлений и сопротивлений активных полуплеч фильтра с изменением температуры. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в фильтр, состоящий из активноиндуктивных плеч, активные полуплечи которых выполнены из двух последовательно соединенных резисторо-в иэ материала с малым температурным коэффи циентом сопротивления, введены инвер тирующие усилители, входы которых под ключены параллельно одному из резисторов активных полуплеч фильтра, а выходы включены в разрыв между актив ным и индуктивным полуплечами каждог плеча фильтра, причем коэффициент ус ления усилителей равен отношению тем пературных коэффициентов сопротивления резистора, подключенного ко входу усилителя, и активнаго сопротивле ния катушки индуктивности. На чертеже представлена эквивален ная схема активво-инд:ь ктивного фильт ра симметричных составляжяцих, в кото ром исключена температурная погрешность. Фильтр состоит иэ активных сопротивлений R-J « г + , R г и R.2, r-ji + г- причём R-, + R2. RIJ,зготовленных из материала с малым КС, активных сопротивлений катушек индуктивностей г , индуктивностей L инвертирующих усилителей 1, входные зажимы которых соединены с резисторами и rij активных полу плеч ильтра, а выходные зажимы включены последовательно в соответствующие инуктивные полуплечи фильтра., Представив линейные напряжения суммами падений напряжений на элеменах плеч фильтра, имеют U,U.U,.,,i где и,„ , U2T , с , Ur-i, , Ufvj, - падения напряжений на активных сопротивлениях плеч фильтра5 UN.. - падение напряжения на активном сопротивлении обмот , , ки катушки- индуктивности; и и и - выходные напряжения инвертирующих усилителей; Uy - падение напряжения на индуктивном сопротивлении фильтра. Выразив падения напряжений на, эле ентах плеч фильтра через точки Лдь f Зьс протекающие в соответствующих плечах фильтра, тогда ) Чс V V где k - коэффициент усиления инвертирующего усилителя о Откуда Ofoc ЪС Р; t г - I t fX - i JJ a i) Ъ M «J Выходное напряжение предлагаемого фильтра равно u.u-iJ.J.. -u, V м х -r-jj -f, r,-l,K -dbJL . b f-b r- t H + J- |li-м ши Ъ ,, Выразив линейные напряжения через симметричные составляющие и сгруппировав коэффициенты при соответствующих составляющих, получают л .Л.ГУ . ) чу )L , лиГпг-г м- аци , ( 1 v1, из (12) видно, что для ввделения на выходе фильтра напряжения только обратной последовательности при изме