Сглаживающий фильтр

.Н 02 М 1 нсоединеееием заявк сударственный квинтетавета Мнннстрав СССРао делам нэабретеннйн аткрытнй. И. Новиков и Т. П. Третьяк тдепение Всесоюзного ордена Трудовогамени научно-исследовательскогоепезнодорожного транспорта УральскоеКрасногоинститута) Заявитель 4) СГЛАЖИВАЮЩИЙ фИЛЬТ Изобретение относится к преобразователь ной технике и предназначено для защиты ус рой.",тв проводной связи и устройств железнодорожной автоматики (сигнализация, централизация, бпокйровка) от впияния переменной составляющей тока тяговой сети (контактная сеть, тяговые рельсы) электрических жепезных дорог постоянного тока.Известны сглаживающие фильтры, содержащие индуктивно связанные элементы, рееаонансные контуры, подключенные к выходу еети входу фильтра и реактор в цепи тока нагрузки ( 1, 2), Дроссели параппепьных и последовательных резонансных контуров имеют индуктивную связь с реактором.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фильтр 3), содержащий резонансные контуры, подключенные к обшей точке соединения индуктивно связанных и согласно включенных реакторов.Предлагаемое устройство отличается отизвестного тем, что последовательно в цепь резонансных контуров включен дроссель, индуктивность которого равна взаимной индуктивности реакторов. Это отличие позволяет улучшить энергет тические параметры устройства упроститьнастройку резонансных контуров, улучшитьусловия эксплуатации).5 На фиг. 1 представлена электрическаясхема устройства с предлагаемым фильтром;на фиг. 2 - зависимости коэффициента сглаживания К (сплощными линиями) и- (щтриКховыми пиниями) от частоты хО Электрическая схема включает в себяпреобразователь 1, нагрузку 2 и предпагамый фильтр, который выполнен по двухэвенной резонансно-апериодической схеме. фильтрсостоит из реакторов 3 и 4, которые имеют15взаимную индуктивность М и включены сог- ласно, резонансных контуров С ), С 1,4 1 22.СЗЦЬ дросселя)-ои емкост ого контура С 4Величина М равна индуктивности дросселя201., Реактор 3, контуры СД С 2)., СЬ) Ь2 яфЬЗи дроссепь), образуют первое реэонансееоезвено фильтра, реактор 4 и: контур С образуют второе апериодическое звено фильтра;Предлагаемый фильтр может иметь все25звенья резонансные и может быть вьепопненпо многоэвенной схеме,3Сущность предложения состоит в следуют щем, Индуктивная связь между реакторами звеньев фильтра при согласном включении реакторов, во-первых, увеличивает индуктивность реактора Каждого звена и за счет этого улучшает сглаживающие свойства фильтра, во-вторых, приводит к томучто контуры, подключенные к общей точке этих реакторов, должны иметь резонансную частоту, которая не равна частоте гармоник, сглаженваемых этими контурами, У каждого из этих контуров эти частоты отличаются на величину, которая зависит от коэффициента взаимной индуктивности реакторов и от параметров остальных контуров, Поэтому контуры, 15 подключенные к общей точке индуктивно свя занных реакторов, должны настраиваться в полной схеме фильтра. Вклочение в цепь тока этих контуров дросселя индуктивностью, равной взаимной индуктивностп реакторов, 20 позволяет исключить влияние индуктивной связи на резонансную частоту контуров и устранить зависимость резонансной .частоты, одного контура от настройки других контуров, Поэтому в предлагаемом фильтре конту 25 ры, подключенные к обшей точке индуктивно связанных реакторов, имеют резонанс ную частоту, равную частоте сглаживаемых ими гармоник, и настраиваются отдельно от схемы фильтра, .30Расстройка по частоте сглаживающих фильтров, как правило, возникает вследствие изменения емкости контуров в результате старения диэлектрика конденсаторов в процессе эксплуатации или при замене вышедших из строя конденсаторов, так как обычно применяемые в фильтрах 1 воздушные (бетонные) реакторы и воздушные дроссели контуров в процессе эксплуатации не меняют своей индуктивности. В предлагаемом фильтре измерение взаимной индуктивности реакторов и регулировки индуктивности дросселя сиро- изводится только при вводе его в действие. . В процессе эксплуатации предлагаемого фильтра взаимная щдуктивность реакторов и ин 45 дуктивность дросселяе меняются и не делаются указанные измерения и регулировка, а производится только настройка контуров отдельно от схемы фильтра.50Указанные преимущества предлагаемого фильтра, заключающиеся в упрощении его настройки и в улучшении условий его эксплуатации, следует из анализа частотной характеристики коэффициента сглаживания: 55 0 (Ео+Е ЕДА +Е +Е Я 4)-(Е+Е +Ем)П (Е,+Е 72; )Е 4где0 - действующие значения напряже 3ния на входе и на выхода фильтра4.47.- сопротивления реакторов первого йвторого звеньев фильтра,7, - результирующие сопроивления конту-4ров первого и второго звеньев фильтра,К -сопротивление взаимной индуктивностимежду реакторами звеньев,с.О - сопротивление дросселя в цепи токарезонансных контуров первого звена.В формуле верхние знаки передЕ соответствуют согласному включению реакторов,нижние - встречному включению.В области значений 1, где К1, напряжениеЪ ОИ фильтр ослабляет напряжение.йВ области зчачений 1, где - ъ 1, напряжеКниец 40 и фильтр усиливаетнапряжениеПои значениях К = - = 1 напряжениец ИиКфильтр передает напряжение с входа на выход без изменения его величины,Расчет зависимостей на фиг. 2 произведен для параметров типового фи. тра тяговых подстанций. Принято, что первое звено имеет реактор 5 мГ. и три, резонанснь 1 х, контура, настроенных йа частоты 100, 200, 30 ОГц, имеющих емкость 144, 96, 96 мкФ и активное сопротивление 0,30, 0,20, 0,15 Ом, второе звено, имеет реактор 3 мГ и емкостный контур 276 мкф,. Графики А соответствуют типовому фильтру при отсутствии взаимной индуктивности (М = ОИ= О,Ед 0). Графики Б соответствуют фйльтру с согласно соединенными реакторами и имеющими взаим ную . Индуктивность М = 0,5 МГ (Е й Д ЙЯ Х м.2 р О. Графики В соответствуют фильтру с М = 0,5 мГ и с дросселемЦ, имеющим индуктивность Офб мГ и активное сопротивление 0,02 Ом.,(ЯЯЯи,К, =- 0,02 + +,2 й 1 ЦИз графиков на фиг. 2 следует, что индуктивная связь при согласном соединении реакторов сдвигает максимумы частотной характеристики в область более высокйх частот относительно резонансной частоты контуров первого звена, Включение в цепь тока этих контуров дросселя обеспечивает, совпадение частоты, соответствующей макси мумам характеристики и резонансной частотой контуров первого звена.Формула изобретенияСглаживающий фильтр, содержащий резонансные контуры, подключенные к общей точке соединения индуктивно связанных и согласно включенных реакторов, о т л и ч а-, ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических параметров, последовательно в цепь резонансных контуров включен дрос607314 сель, индуктивность которого равна взаим. ной индуктивности реакторов.Источники информации, принятые во внимание при экспертюе;1. Авторское свидетельство СССР161818, кл. Н 02 М 1/12, 1964. 62. Авторское свидетельство СССР382208, кл. Н 02 М 1/12, 1973.3. Рябенький В. М. Сб одной особенности расчета Т=образного сглаживаюшего1фильтра. ИВУЗ "Энергетика",2, 1974,с, 124-127,