Электрический фильтр

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.0!.79 (21) 2713768/24-7 (51) М. Кл.з

Н 02 J 3/26 с присоединением заявки Xe—

Гасударственный кемнтет

СССР ае аеим нэебретвннй н нтнрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень Мв 12

Дата опубликования описания 05.04.81 (53) УДК 621.372. .542.4 (088.8) А. Н. Арефьев и В. С. Смирнов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение в силовой преобразовательной технике, например передачах постоянного тока.

Известны LC-фильтры, предназначенные для снижения искажений в кривой напряжения, вызванных работой преобразовательных устройств () .

Для повышения технико-экономических показателей таких фильтров на них возлагают две задачи: шунтирование высших гармоник тока, генерируемых преобразовательными устройствами, и генерирование реактивной мощности. Эффективность работы таких фильтров-компенсаторов существенным образом зависит от постоянства частоты на шинах присоединения, стабильности параметров элементов фильтра. Повышение эффективности работы достигается путем регулирования в некотором диапазоне параметра одного из элементов фильтракомпенсатора-емкости конденсаторной батареи, либо индуктивности реактора.

Известен электрический фильтр, содержащий последовательно включенные конденсатор, реактор и биполярный вентильный

2 ключ, подключенный к выводу реактора, не связанному с конденсатором (2).

Указанный фильтр эффективен в том случае, если величина тока частоты фильтрации значительно превышает величины токов всех других гармоник. Недостатком его является низкая эффективность при работе в качестве фильтра-компенсатора, так как че-, рез фильтр-компенсатор проходит ток, имеющий две составляющие: первую гармонику и гармонику частоты фильтрации. В общем ð случае величины составляющих тока через фильтр-компенсатор одного порядка, поэтому длительность проводящего состояния вентилей ключа определяется, в основном, током первой гармоники, что значительно ограничивает диапазон плавного регулирова1 ния величины эквивалентной индуктивности фильтра-компенсатора на частоте фильтруемой гармоники. Если величина тока первой гармоники превышает величину тока гармоники фильтрации, плавное регулирование эквивалентной индуктивности на частоте тока фильтрации становится невозможныгл

К недостатку фильтра следует также отнести большую величину рабочего напряжения дополнительной индуктивности и биполяр817858 ного вентильного ключа, равную величине рабочего напряжения основной индуктивности, Цель изобретения — повышение эффективности фильтра независимо от соотношения токов первой и фильтруемой гармоник.

Поставленная цель достигается тем, что электрический фильтр, содержащий последовательно включнные конденсатор реактор и биполярный вентильный ключ, подключенный к выводу реактора, не связанному с конденсатором, снабжен дополнительным фильтром, один вывод которого подключен к биполярному вентильному ключу, а второй связан с реактором.

Второй вывод дополнительного фильтра может быть подключен к точке соединения реактора и конденсатора.

Реактор может быть снабжен oTIIdHKQA„ к которой и подключается второй вывод дополнительного фи. ьтра.

На фиг. 1 и 2 приводятся принципиальные схемы двух вариантов предлагаемого фильтра-компенсатора.

Электрический фильтр-компенсатор (фиг. 1) содержит конденсатор 1 и последовательно соединенный с ним реактор 2, параллельно которым включена цепь из последовательно соединенных дополнительного фи.ц тра 3 и биполярного вентильного ключа 4.

Для того, чтобы регулировать величину эквивалентной индукти вности фильтра-компенсатора, повышая таким образом эффективность его работы независимо от соотношения токов первой и фильтруемой гармоник, в цепь биполярного вентильного ключа 4 включается дополнительный фильтр 3, имеющий входное сопротивление на частоте первой гармоники много больше, чем на частоте фильтруемого тока. Причем параметры дополнительного фильтра 3 выбираются таким образом, что его входное сопротивление носит индуктивный характер на частоте фильтруемого тока. С помощью дополнительного фильтра 3 подавляется ток первой гармоники в цепи биполярного вентильного ключа 4 и обеспечивается его коммутация с частотой фильтруемого тока.

Поскольку дополнительный фильтр 3 шунтирует реактор 2 только в течение части периода частоты фильтруемой гармоники тока, определяемой длительностью проводящего состояния биполярного вентильного ключа 4, эквивалентное индуктивное сопротивление фильтра-компенсатора на частоте фильтруемого тока равно

)(. е gx $

X g== — — — — э "Ъ где Х вЂ” сопротивление реактора 2;

Х 3 — сопротивление дополнительного фильтра 3;

Электрический фильтр содержит конденсатор 1 и последовательно соединенный с ним реактор 2, снабженный отпайкой, че20 рез которую цепь из последовательно соединенных дополнительного фильтра 3 и биполярного вентильного ключа 4 шунтирует часть реактора 2 (фиг. 2).

Поскольку последовательная цепь из би2s полярного вентильного ключа 4 и дополнительного фильтра 3 шунтирует лишь часть реактора 2, рабочее напряжение на биполярном вентильном ключе 4 и дополнительном фильтре 3 будет составлять только часть рабочего напряжения на реакторе 2. Эквивалентное индуктивное сопротивление предлагаемого фильтра на частоте фильтруемого тока равно.

Х („»Х -Xg + —; — — p

Х 8xs

Х +Axe где Х > — сопротивление реактора 2;

Хд — сопротивление части реактора 2, шунтированной последовательной цепью из биполярного вентильного ключа 4 и дополнительного фильтра 3;

Х вЂ” сопротивление дополнительного фильтра 3;

К вЂ” функция, изменяющаяся от 1 дофо и зависящая от длительности проводящего состояния биполярного вентильного ключа 4.

Применение дополнительногго фильтра в предлагаемом электрическом фильтре вместо дополнительной индуктивности позволяет изменить его резонансную частоту независимо от соотношения токов первой и фильтруемой гармоник, что приводит к повышению эффективности фильтра.

45

Применение реактора 2 с отпайкой позволяет снизить уровень рабочего напряжения на биполярном вентильном ключе 4, дополнительном фильтре 3 и уменьшить их стоимость.

К вЂ” функция, изменяющаяся от 1 до о и зависящая от длительности проводящего состояния биполярного вентильного ключа.

Длительность проводящего состояния и, следовательно, величина коэффициента К зависят от величины угла запаздывания включения биполярного вентильного ключа

4. Таким образом, изменением величины угла запаздывания включения биполярного вентильного ключа 4 подстраивается резо10 нансная частота в предлагаемом электрическом фильтре в точном соответствии с частотой фильтруемой гармоники, а применение дополнительного фильтра 3 позволяет обеспечить частоту коммутаций бипапярного вентильного ключа 4 с частотой фильтруемой гармоники тока независимо от соотношения величин первой и фильтруемой гармоник.

817858

Формула изобретения

Составитель А. Михайлов

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабннеп

Заказ 1433 72 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Электрический фильтр, содержащий последовательно включенные конденсатор, реактор и биполярный вентильнй ключ, подключенный к выводу реактора, не связанному с конденсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности, он снабжен дополнительным фильтром, один вывод которого подключен к биполярному вентильному ключу, а второй связан с реактором.

2. Фильтр по п, 1, отличающийся тем, что второй вывод дополнительного фильтра подключен к точке соединения реактора и конденсатора, 3. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что реактор снабжен отпайкой, к которой подключается второй вывод дополнительно5 го фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Пассе А. В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока. М.г«Энергия», 1973, с. 237, рис. 10 — 5.

2. Авторское свидетельство СССР № 432634, кл. Н 02 J 3/26,