Фильтр симметричных составляющих напряжения

11 Ц У 268 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЙоюВ Всввтских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное 5700 вт. свид-в 2) Заявлено 21.11. 21) 25452 1) М. Кл.зН 02 Л 3 соединением заявки23) Приоритет43) Опубликовано Гооударетеенныи комитет СССРо делам изебрети открытий281Изобретение относится к устройствампреобразования и распределения электрической энергии, используемым преимущественно для устранения несимметрии в многофазных сетях и является усовершенствованием известного устройства, описанногов авт, св,157007,В основном изобретении по авт. св,157007 описан фильтр симметричных составляющих, используемый в многофазныхсетях, преимущественно для фильтрациинапряжений прямой или обратной последовательностей. Этот фильтр выполнен в виде асинхронного двигателя с заторможенным ротором, с расположенными на статореи роторе симметричными обмотками. Концы одноименных фазных обмоток статора иротора соединены и к местам соединенияподключены звездой три активных сопротивления, равные по величине сопротивлению взаимоиндукции между обмоткамистатора и ротора при совпадении их осей.Входная система напряжений подводитсяк свободным концам статорных обмоток, асимметричная трехфазная нагрузка подключается к свободным концам роторныхобмоток (или наоборот).11 ри использовании такого устройства вкачестве фильтра обратной последовательности оси обмоток ротора сдвигают по отЧНЫХ СОС 1 АВЛЯ 1 ОЩИХЖВНИЯ пошепи 10 к Осям Одноименных ООмо 10 к ста 1 ора иа илос Уо электрических градусов. Фильтр пр 51 м ОЙ и Осл едов агет ь нос и можнО иолучи 1 ь, поменяв местами вход и выход фильтра напряжении ооратнои последовате,ьности или сдвину в оси Оомогок ротора ПО ОГНОШЕНИЮ К ОС.М ОДНОИЬЕННЫХ ООМО 1 ок СГа 1 Ора На МппуС цО Э;ЕКтрИЧЕСКИХ градусов..,едует отыетить, что при преобразова н 1 ш ри.итра однои последовате, ьносгп в 1 иль 1 р дру 1 ои последовательносгп основ. ные параметры устроиства не меняются.ак как трехразные оомотки на саторе и роторе выполняются симмегричными, го иракчески исключается напряжение неОаланса и асимметрия системы напряжении ооратнои последовательности.Однако, при раооте такого фильтра на активную нагрузку, а на практике такои режим является наиоолее распространенным, коэффициент полезного деиствия Я 1 Д) не превышает 0,828, а коэффициент мощности не превышает О,01, что затрудняет примснеги 1 е такого фи,ьтра в силовых сетях,Целью дополнительного изобретения яьляется повышение коэрфициента полезного действия и коэффициента мощности при работе фильтра на активную нагрузку.50 55 60 Это достигается тем, что в фильтре симметричных составляющих по авт. св.157007 последовательно с каждой фазной обмоткой статора и ротора включены конденсаторы, емкость которых выбирается из условий резонанса с полной индуктивностью соответствующей обмотки.На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг, 2 - кривые зависимости КПД предлагаемого фильтра и КПД фильтра по авт. св,157007 от сопротивления активной нагрузки.Описываемый фильтр симметричных составляющих содержит асинхронный двигатель с фазным заторможенным ротором, расположенными на статоре 1 и роторе 2 симметричными обмотками, являющийся по сути трехфазным трансформатором с вращающимся магнитным полем.Оси одноименных обмоток статора и ротора сдвинуты в пространстве на угол равный 90 электрическим градусам.Последовательно с каждои фазной обмоткой сгатора включены конденсаторы С последовательно с каждой фазной обмоткой ротора - конденсаторы С,. Емкости включенных таким образом конденсаторов С, и С выбираются из условий резонанса с полной индуктивностью фазных обмоток статора и ротора соответственно.Одноименные фазные обмотки статора и ротора соединены. К местам соединения Л, В и С подключены звездой три активных сопротивления, равные по величине сопротивлению взаимоиндукции между одноименными фазными обмотками статора и ротора при совпадении их осей.Входная система напряжений подводится к свободным концам А, В и С обмоток статора, асимметричная трехфазная нагрузка подключается к свободным концам А, В и С обмоток ротора (или наоборот),При сдвиге осей обмоток ротора относительно осей одноименных обмоток статора на плюс 90 электрических градусов предлагаемое устройство используется в качестве фильтра напряжений обратной последовательности. Фильтр прямой последовательности можно получить, поменяв местами вход и выход фильтра обратной последовательности или сдвинув оси обмоток ротора относительно одноименных обмоток статора на минус 90 электрических градусов.Отметим, что при преобразовании фильтра одной последовательности в фильтр другой последовательности основные параметры устройства не меняются. И, поскольку трехфазные обмотки на статоре и рото 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ре выполнены симметричными, то практически исключены напряжение небаланса и асимметрия сисгемы выходных напряжений.Входные и выходные обмотки предложенного фильтра можно разместить только на статоре или только на роторе. В этом случае отпадает необходимость в выполнении пазов соответственно на роторе или на статоре.На фиг, 2 кривая 3 изображает зависимость КПД предлагаемого фильтра от активной нагрузки, а кривая 4 - зависимость КПД фильтра по авт. св.157007 от такой же нагрузки, Активная нагрузка при этом определена отношенисм фазного сопротивления Ятрсхфазной нагрузки на выходе фильтра к фазному компенсирующему сопротивлению Я, равному по величине полному сопротивлению взаимоиндукции между одноименными фазными обмотками статора и ротора при совпадении их осей.Из графика (кривые 3 и 4) следует, что К 11 Д описываемого фильтра значительно выше, чем КПД фильтра по авт. св.157007, а при отклонениях от режима согласован 1151 фазного сопрОтивленпя активной нагрузки с фазным компенсирующим сопротивлением не больших 25% (точнее при 0,75( --(1,32) КПД )0,98. 11 ри этом, во всем возможном диапазоне нагрузок коэффициент мощности на входе филыра равен единице.Использование новых элементов - конденсаторов, значительно уменьшает потери мощности в фильтре при его работе на активную нагрузку, обеспечивая на входе фильтра потребление только активной мощности, которая практически вся поступает в нагрузку. В результате значительно увеличивается КПД и коэффициент мощности, что расширяет сферу применения фильтра симметричных составляющих на силовые цепи, оставляя его таким же конструктивно простым как фильтр симметричных составляющих по авт. св.157007. Формула изобретенияФильтр симметричных составляющих напряжения по авт. св,157007, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и коэффициента мощности при работе фильтра на активную нагрузку, последовательно с каждой фазной обмоткой статора и ротора включены конденсаторы, причем емкость конденсатора удовлетворяет условию резонанса с полной индуктивностью соответствующей обмотки.Рзд х;о 390 Тираж 798 По тписноесударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5