Трехфазный активный электрический фильтр

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных электроэнергетических системах. Технический результат заключается в улучшении качества электрической энергии в автономных электроэнергетических системах путем снижения высших гармонических составляющих напряжения в цепях переменного тока с мощными нелинейными нагрузками. Трехфазный активный электрический фильтр содержит систему преобразования входной информации 1, состоящую из адаптера, входы которого соединены с фазами питающей сети A, B, C, а выход - с аналого-цифровым входом однокристальной ЭВМ. Блок памяти подключен к однокристальной ЭВМ, которая через буферный каскад соединена с входами устройств управления памятью блока многозонной импульсной модуляции 6. Входы импульсных усилителей мощности соединены через буферные каскады с выходами управления памятью устройств, к которым подключены блоки памяти, а выходы нагружены на дополнительные обмотки дросселей LC-фильтров. LC-фильтры подключены к фазам A, B, C сети, которая питает нагрузку. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных электроэнергетических системах.

Известны пассивные резонансные LC-фильтры высших гармоник, содержащие конденсаторы и дроссели, соединенные последовательно [1].

Недостатками таких фильтров являются отсутствие точной настройки и невозможность подстройки на частоту фильтруемой гармоники, недостаточная глубина фильтрации, высокие массогабаритные показатели [2].

Целью изобретения является улучшение качества электрической энергии в автономных электроэнергетических системах путем снижения высших гармонических составляющих напряжения в цепях переменного тока с мощными нелинейными нагрузками.

Сущность изобретения заключается в том, что в трехфазном активном электрическом фильтре, содержащем LC-фильтры, подключенные к фазам питающего напряжения, к питающей сети подсоединена система преобразования входной информации, содержащая адаптер, входы которого соединены с фазами питающей сети, а выход - с аналоговым входом однокристальной ЭВМ, работающей по программе, записанной в блоке памяти, подключенном к однокристальной ЭВМ, которая через буферные каскады соединена с устройствами управления памятью блока многозонной импульсной модуляции, к устройствам управления памятью подключены блоки памяти, а выходы устройств управления памятью через буферные каскады соединены с импульсными усилителями мощности, которые нагружены на дополнительные обмотки дросселей LC-фильтров.

Схема устройства представлена на чертеже. Оно содержит систему преобразования входной информации 1, состоящую из адаптера 2, необходимого для согласования низковольтных цепей блока 1 с питающей сетью, служащего датчиком напряжения фаз A, B, C и подключенного к ним, выход адаптера соединен с аналоговым входом однокристальной ЭВМ 3, которая работает по программе, записанной в блоке памяти 4, представляющим собой внешние микросхемы памяти, необходимые для расширения адресного пространства однокристальной ЭВМ и подключенные к ней через двухнаправленные порты. Выходные порты однокристальной ЭВМ соединены с буферными каскадами 5, необходимыми для обеспечения требуемой нагрузочной способности. Блок многозвенной импульсной модуляции 6 включает в себя три импульсных усилителя мощности 7, выполненных на транзисторных ключах постоянного тока с обратными диодами по мостовой схеме, выходы которых нагружены на дополнительные обмотки дросселей LC-фильтров, три буферных каскада 8, обеспечивающих гальваническую развязку между управляющими электродами силовых транзисторов блоков 7 и выходами устройств управления памятью, три устройства управления памятью 9, необходимые для управления микросхемами памяти блоков памяти 10, а также для дешифрации команд, поступаемых от системы преобразования входной информации 1 и выработки сигналов управления импульсными усилителями мощности. Блоки памяти 10 необходимы для временного хранения данных и представляют собой микросхемы статической памяти. Фильтры 11 представляют собой последовательные резонансные LC-контуры, где в качестве индуктивности применен управляемый реактор с дополнительной обмоткой, 12 - мощная нелинейная нагрузка, подключенная к трехфазной сети переменного тока.

Устройство работает следующим образом. Напряжение фаз питающей сети через адаптер 2 поступает на аналоговый вход однокристальной ЭВМ 3, которая производит его анализ методом быстрого преобразования Фурье для получения спектрального состава в каждой фазе. Значение амплитуд и фаз высших гармонических составляющих сохраняются в памяти однокристальной ЭВМ 3. Однокристальная ЭВМ 3 вычисляет на основе этой информации коэффициент искажения напряжения питающей сети. При превышении допустимого значения коэффициента несинусоидальности ЭВМ выдает команды и данные, необходимые для функционирования блока многозвенной импульсной модуляции 6, которые через буферные каскады 5 подаются в устройства управления памятью 9 блока многозвенной импульсной модуляции. Данные записываются в блоки памяти 10. Импульсные усилители мощности 7 генерируют корректирующие напряжения, соответствующие данным блоков памяти 10, подающимся на дополнительные обмотки реакторов LC-фильтров, что ведет к компенсации высших гармоник.

По сравнению с известными решениями предлагаемый трехфазный активный электрический фильтр позволяет улучшить качество электрической энергии в автономных электроэнергетических системах.

Источники информации 1. Белов В.Ф. Автоматизация проектирования электромагнитной совместимости автономных преобразовательных систем. - Саранск: Изд-во Мордовского университета, 1993.

2. Средства улучшения энергетических показателей сетью, питающих преобразовательные устройства. Фильтры высших гармоник: Обзорная информация. //Электротехн. пром-ть. Сер. Преобразовательная техника. 1972, вып. 4, с. 27 - 31.

Формула изобретения

Трехфазный активный электрический фильтр, содержащий LC-фильтры, подключенные к фазам питающего напряжения, отличающийся тем, что к питающей сети подсоединена система преобразования входной информации, содержащая адаптер, входы которого соединены с фазами питающей сети, а выход - с аналоговым входом однокристальной ЭВМ, работающей по программе, записанной в блоке памяти, подключенном к однокристальной ЭВМ, которая через буферные каскады соединена с входами устройств управления памятью блока многозвенной импульсной модуляции, к устройствам управления памятью подключены блоки памяти, выходы устройств управления памятью через буферные каскады соединены с импульсными усилителями мощности, которые нагружены на дополнительные обмотки дросселей LC-фильтров.

РИСУНКИ

Рисунок 1