Патент на изобретение №2335082

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОМПЕНСАТОР ГАРМОНИК

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения формы кривой напряжения и тока в однофазных и трехфазных четырехпроводных электрических сетях. Технический результат заключается в повышении надежности и улучшении формы кривой напряжения и тока. Компенсатор гармоник содержит конденсатор и индуктивный элемент, выполненный в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору. Первичной обмоткой индуктивного элемента также может служить нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети. Кроме того, трансформатор электромагнитного компенсатора гармоник может иметь несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы. При этом магнитопровод электромагнитного трансформатора может быть выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения формы кривой напряжения и тока в однофазных и трехфазных четырехпроводных электрических сетях.

Известен низкочастотный фильтр /1/, содержащий конденсатор и катушку индуктивности, который включается между нагрузкой и источником питания.

Недостатком данного устройства является низкая надежность и фиксированная частота подавления гармоник.

Известен узкополосный силовой резонансный фильтр, принятый за прототип /2/, состоящий из конденсаторов, соединенных в звезду, реакторов, подключаемых либо после конденсаторов к нулевой точке, либо до них, реле аварийной сигнализации, включаемого в нейтральный провод через трансформатор тока или напряжения.

К недостаткам этого устройства относятся большие массогабаритные показатели и низкая надежность.

Задача изобретения – повышение надежности и улучшение формы кривой напряжения и тока.

Указанный технический результат достигается за счет того, что электромагнитный компенсатор гармоник содержит конденсатор и индуктивный элемент, выполненный в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору, сопротивление которого выбрано так, что создает резонанс напряжения на пропускаемой частоте. Первичной обмоткой индуктивного элемента также может служить нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети. Кроме того, трансформатор электромагнитного компенсатора гармоник может иметь несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы, сопротивления которых выбраны так, что создают резонанс тока на заграждаемых частотах, число вторичных обмоток равно числу заграждаемых частот. При этом магнитопровод электромагнитного трансформатора может быть выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:

на фиг.1 – представлена схема подключения электромагнитного компенсатора гармоник к однофазной электрической сети;

на фиг.2 – представлена схема подключения электромагнитного компенсатора гармоник к трехфазной четырехпроводной электрической сети.

Электромагнитный компенсатор гармоник содержит замкнутый кольцевой магнитопровод 1, на котором размещена вторичная обмотка 2, подключенная к конденсатору 3. Первичная обмотка 4 включена между источником питания и нагрузкой 5 (фиг.1) в однофазной сети. В трехфазной четырехпроводной сети первичная обмотка 4 включается в нулевой проводник между нагрузкой 6, 7, 8 (фиг.2) и источником питания.

Электромагнитный компенсатор гармоник функционирует следующим образом.

При использовании на трансформаторе одной вторичной обмотки 2, включенной параллельно конденсатору 3, сопротивления настраивают таким образом, чтобы в контуре возник резонанс напряжений на пропускаемой частоте, например промышленной частоте тока 50 Гц. Тогда для тока этой частоты электромагнитный компенсатор гармоник будет оказывать минимальное сопротивление, что позволит пропускать по цепи ток промышленной частоты практически без затухания. Для токов других частот электромагнитный компенсатор гармоник будет представлять значительное сопротивление, что приведет к их затуханию.

В трехфазной четырехпроводной сети с нелинейной нагрузкой в нулевом проводе наряду с током промышленной частоты будут протекать токи высших гармоник. Поэтому включение электромагнитного компенсатора гармоник фильтра в нулевой провод обеспечит затухание высших гармонических составляющих тока как в самом нулевом проводе, так и в фазных проводах. Наибольший эффект электромагнитный компенсатор гармоник оказывает на компенсацию гармоник, кратных третьей гармонической составляющей. Кроме того, при подключении фильтра не нужно разрывать нулевой провод.

При использовании нескольких вторичных обмоток, подключенных параллельно конденсаторам, сопротивления последних нужно подбирать таким образом, чтобы создать в каждом контуре резонанс тока на присутствующих в спектре тока высших гармониках. При этом фильтр для каждой из высших гармоник тока будет создавать значительное сопротивление, что приведет к их затуханию и улучшению формы кривой тока и напряжения.

Источники информации

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – 6 изд., перераб. и доп. / Л.А. Бессонов. – М.: Высшая школа, 1973. – 752.

2. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. – 2-е изд., перераб. и доп. / И.В.Жежеленко. – М.: Энергоатомоиздат, 1986. – 168 с., – стр.129-133.

Формула изобретения

1. Электромагнитный компенсатор гармоник, содержащий конденсатор и индуктивный элемент, отличающийся тем, что индуктивный элемент выполнен в виде электромагнитного трансформатора с замкнутым кольцевым магнитопроводом, первичной обмоткой которого является один из проводов однофазной сети, а вторичная обмотка включена параллельно конденсатору, сопротивление которого выбрано так, что создает резонанс напряжения на пропускаемой частоте.

2. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1, отличающийся тем, что первичной обмоткой электромагнитного трансформатора является нулевой проводник трехфазной четырехпроводной сети.

3. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1 или 2, отличающийся тем, что магнитопровод электромагнитного трансформатора имеет несколько вторичных обмоток, к которым параллельно подключены конденсаторы, сопротивления которых выбраны так, что создают резонанс тока на заграждаемых частотах, при этом число вторичных обмоток равно числу заграждаемых частот.

4. Электромагнитный компенсатор гармоник по п.1, отличающийся тем, что магнитопровод электромагнитного трансформатора выполнен в виде двух механически соединяющихся полуколец.

РИСУНКИ