N-проводный помехоподавляющий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 5977 19) П55 Н 02 М 1/12 Е Н)Ы И КОМИТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАР ПО ИЗОБ ПРИ ГКН ЫИ О ЛЬС но-производствея заря" ьство СССР(71) Ленинградское науное объединение "Крас(57) Изобретение относке и может быть испосвязи для подавленияпомех в электрических тения - повышение надежности при использовании в трехфазной сети питания переменного тока с изолированной нейтралью путем уменьшения тока короткого замыкания между фазой и корпусом до безопасного значения. Фильтр содержит 2 й конденсаторов 1(И=4). й-обмоточный дроссель 2 с сердечником и шесть конденсаторов 4. Дроссель 2 снабжен магнитным шунтом крестообразной формы, Величины емкостей конденсаторов 1 и 4 выбираются такими, чтобы ток короткого замыкания не превышал допустимого значения и при этом обеспечивалась одинаковая эффективность подавления несимметричных и симметричных помех. 7 ил.Изобретение относится к электротехнике и может использоватьсл в технике связидля подавления электромагнитных помех вэлектрических цепях.Цель изобретения - повышение надежности при использовании втрехфаэной сетипитанил переменного тока с изолированнойнейтралью путем уменьшенил тока короткого замыкания между фазой и корпусом добезопасного значения,На фиг,1 приведена электрическаяпринципиальнал схема М-проводного помехоподавляющего фильтра при М = 4; нафиг,2 - М-обмоточный дроссель при й = 4;на фиг.З - варианты конструкции крестообразного магнитного шунта; на фиг,4 - распределение напряжений на проходныхконденсаторах Фильтра при замыкании фазы на корпус; на фиг.5-7 - эквивалентныесхемы П-образных фильтров нижних частот.М-проводный помехоподавляющийфильтр (фиг.1) содержит 2 И конденсаторов1, включенных между каждым проводом икорпусом, И-обмоточный дроссель 2 с сердечником 3, две группы конденсаторов 4, поМ = 1 конденсаторов в каждой, включенныепо обе стороны М-обмоточного дросселямежду одним из проводов и остальными М-"- 1 проводами, М-обмоточный дроссель(фиг,2) содержит сердечник 3 в виде кольца,магнитный шунт 5 крестообразной формы,обмотки 616 ц, М-проводный помехоподавляющий фильтр работает следующимобразом. Обмотки 61,6 ч М-проводногодросселя 2 (в данном случае - четырехпроводного), включаемые соответственно вфазные провода (А,В,С), и нулевой провод(0) трехфазной четырехпроводной сети сизолированной нейтралью имеют равноечисло витков, Полярность соединения обмоток в фильтре такова, что намагничивающиесилы, создаваемые одинаковыми по величине и фазе токами несимметричных помех1 нп, замыкающимися через "землю", направлены согласно и создают поток Фнп, замыкающийся по кольцевому магнитопроводу 3(см, фиг,2), т,е. по пути без воздушных зазоров, за счет чего индуктивное сопротивление для токов нп велико, При этом токипомех. будучи малыми по своей природе, невызывают насыщения магнитопровода.Рабочие токи р довлетво 8 яют известному условию р + р +1 р + 1 р = О, поэтомуАпри выбранной полярности обмоток создаваемые ими намагничивающие силы уравновешивают друг друга, так что потоки Фрне могут замыкаться по кольцевому сердечнику, т.е. являются потоками рассеяния ипоэтому практически не намагничиваютэтот сердечник, Аналогично токи симмет 5 10 15 20 25 30 ричных помех 1,п,т.е. токи, не замыкающиеся через "землю", уд 0 овлетворяют условию 1 сп + сп + 1 сп + 1 сп = О, поэтому соэдаваАВ Семые ими потоки Фтакже являются потоками рассеяния. Потоки Фр и Фсп замыкаются по воздуху и, главным образом, по магнитному шунту крестообразной формы, который позволят увеличить эти потоки, а значит и индуктивность рассеяниясп. (На фиг. 2 направление потоков Фр и Фсп покаэано для момента времени, когда 1 р" -1" = -0,51 р . 1 р = 0; 1 сп = 1 сп =-0,51 сп , 1 спА , 0 , А В С, 0 0),Магнитный шунт выполняется шихтованным из листового ферромагнитного материала; варианты его конструкции показаны на фиг.З,Большое индуктивное сопротивление для токов несимметричных помех позволяет обеспечить требуемое вносимое затухание фильтра при малых емкостях, включаемых между проводными фильтрами и корпусом; эти емкости реализуются в виде проходных конденсаторов 1, как правило одинаковой емкости (С).При замыкании на корпус одной из фаз трехфазной сети питания с изолированной нейтралью корпус фильтра приобретает потенциал этой фазы, а ток 1 между фазой и корпусом является геометрической суммой токов, протекающих через проходные конденсаторы, включенные в нулевой провод 35 40 45 50 55 фильтра и в два других фазных привода,Поскольку падение напряжения во всех проводах на частотесети питания 1 с пренебрежимо мало по сравнению с напряжениемсети, то при коротком замыкании фазы накорпус оба проходных конденсатора, включенные в нулевой привод, оказываются поддействием фазного напряжения сети Оф, авключенные в два других провода - под действием линейных напряжений 3 Оф (см,фиг,4), Геометрическое суммирование токовдает1 к = 16 Пфс ОфС 1В системах с изолированной нейтральюпо условиям техники безопасности величина тока 1 ограничивается:1 д, где 1 д -допустимое значение тока короткого замыкания (порядка нескольких миллиампер).Тем самым определяется максимальноедопустимое значение емкости проходногоконденсатора 1:С 11 д/ (16 ПЮс Оф),Поскольку токи несимметричных помехво всех проводах одинаковы по величине ифазе, эквивалентная индуктивность любойобмотки дросселя, связанная с этими токами, равна 1 нп+ ЗМнп 4.нп, где Мнп - коэф 1705977фициент взаимоиндукции любой пары обмоток, практически равный Ьнл. индуктивность 4 Ьнл вместе с двумя конденсаторами 1 образует П-образный фильтр нижних частот, служащий для подавления несимметричных помех, Эквивалентная схема фильтра для токов несимметричных помех в области относительно низких частот имеет вид, показанный на фиг.5, Частота среза несимметричного фильтра12 Д/г,Подавление симметричных помех осуществляется симметричным П-образным фильтром нижних частот, образованным конденсаторами 1 и 4 и индуктивностями рассеяния Ь двух обмоток дросселя. включенных в два фазных провода (фиг.6) или в фаэный и нулевой (фиг.7), Значения частоты среза фильтра соответственноф-ф -Очевидно, что 1 ф-ф1 фВ общем случае по разным проводам фильтра распространяются токи помех, различные по величине и фазе, Обнаружено, это при этом в предлагаемом фильтре эффективность подавления несимметричных помех зависит от АЧХ несимметричного фильтра (показанного на фиг,5), но и от АЧХ симметричного фильтра (фиг.6.7). Поэтому симметричный фильтр не должен уступать несимметричному фильтру по величине вносимого затухания, а значит должно выполняться условие 1 ф.ф1: емкость сконденсатора 4 определяется из соотношения гденп - величинамотки й-обмоточн.сп - величинния обмотки с учетго магнитного40 крестообразную ф ндуктивности одной обго дросселя;индуктивности рассеям указанного введенношунта, имеющего 5 Посколькунп Ьп, то емкость С 4обычно на 1 - 2 порядка больше емкости С,Формула изобретенияЙ-проводный помехоподавляющийфильтр по авт. св. М 1312699. о т л и ч а ю 10 щ и я с я тем, что, с целью повышениянадежности при использовании в трехфазной сети питания переменного тока с изолированной нейтралью путем уменьшениятока короткого замыкания между фазой и15 корпусом до безопасного значения, величину емкости С 1 каждого из указанных 2 М конденсаторов выбирают из условияС 1116 к 1 с Офгде 1 д - допустимый ток короткого замыкания между фазой и корпусом;Оф и 1 - фазное напряжение и частотатрехфазной сети,и дополнительно введены две группы кон 25 денсаторов, по три конденсатора в каждой.включенные по разные стороны М-обмоточного дросселя, причем каждый иэ конденсаторов указанных групп включ н междусоответствующим одним из фаэных прово 30 дов фильтра и его нулевым проводом, а величину емкости С каждого из конденсаторовэтих групп выбирают из условияС)С (4 - 1), 1705977.1ФСоставитель М,Бельманедактор Э.Слиган Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец акаэ 201 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Проиэво