SU1705977A2 - N-проводный помехоподавл ющий фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в технике св зи дл  подавлени  электромагнитных помех в электрических цеп х. Цель изобретени  - повышение надежности при использовании в трехфазной сети питани  переменного тока с изолированной нейтралью путем уменьшени  тока короткого замыкани  между фазой и корпусом до безопасного значени . Фильтр содержит 2N конденсаторов 1(), N-обмоточный дроссель 2 с сердечником и шесть конденсаторов 4. Дроссель 2 снабжен магнитным шунтом крестообразной формы. Величины емкостей конденсаторов 1 и 4 выбираютс  такими, чтобы ток короткого замыкани  не превышал допустимого значени  и при этом обеспечивалась одинакова  эффективность подавлени  несимметричных и симметричных помех. 7 ил.

Description

ел

С

фие.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  о технике св зи дл  подавлени  электромагнитных помех о электрических цеп х.

Цель изобретени  - повышение надеж- ности при использовании в трехфазной сети питани  переменного тока с изолированной нейтралью путем уменьшени  тока короткого замыкани  между фазой и корпусом до безопасного значени .

На фиг.1 приведена электрическа  принципиальна  схема N-проводного поме- хоподавл ющего фильтра при N 4; на фиг.2 - N-обмоточный дроссель при N 4; на фиг.З - варианты конструкции крестооб- разного магнитного шунта; на фиг.4 - распределение напр жений на проходных конденсаторах фильтра при замыкании фазы на корпус; на фиг.5-7 - эквивалентные схемы П-образных фильтров нижних частот.

N-проводный помехоподавл ющий фильтр (фиг.1) содержит 2N конденсаторов 1, включенных между каждым проводом и корпусом, N-обмоточный дроссель 2 с сердечником 3, две группы конденсаторов4, по N 1 конденсаторов в каждой, включенные по обе стороны N-обмоточного дроссел  между одним из проводов и остальными N- 1 проводами. N-обмоточный дроссель (фиг.2) содержит сердечник 3 в виде кольца, магнитный шунт 5 крестообразной формы, обмотки 6i,...,. N-проводный помехоподавл ющий фильтр работает следующим образом. Обмотки 6i,...,6N N-проводного дроссел  2 (в данном случае - четырехпро- водного), включаемые соответственно в фазные провода (А,В,С), и нулевой провод (О) трехфазной четырехпроводной сети с изолированной нейтралью имеют равное число витков. Пол рностьсоединени  обмо- ток в фильтре такова, что намагничивающие силы, создаваемые одинаковыми по величине и фазе токами несимметричных помех нп, замыкающимис  через землю, направлены согласно и создают поток ФНп. замы- кающийс  по кольцевому магнитопроводу 3 (см. фиг.2), т.е. по пути без воздушных зазоров , за счет чего индуктивное сопротивление дл  токов inn велико. При этом токи помех, будучи малыми по своей природе, не вызывают насыщени  магнитопровода.

Рабочие токи ip удовлетвор ют известному условию iPA + ip + ipc+ ip 0, поэтому при выбранной пол рности обмоток создаваемые ими намагничивающие силы урав- новешивают друг друга, так что потоки Фр не могут замыкатьс  по кольцевому сердечнику , т.е.  вл ютс  потоками рассе ни  и поэтому практически не намагничивают этот сердечник. Аналогично токи симмет-

ричных помех Сп,т.е. токи, не замыкающиес  через землю, удовлетвор ют условию Icn А+ icn B+ lcnC + Icn 0, поэтому создаваемые ими потоки ФСп также  вл ютс  потоками рассе ни . Потоки Фр и ФСп замыкаютс  по воздуху и, главным образом, по магнитному шунту крестообразной формы , который позвол т увеличить эти потоки, а значит и индуктивность рассе ни  Цп. (На фиг. 2 направление потоков Фр и ФСп показано дл  момента времени, когда ip° KL -0,5 ipA ; lp° 0; icn A icn8 -0,5iCnC: icn° - 0).

Магнитный шунт выполн етс  шихтованным из листового ферромагнитного ма- териала; варианты его конструкции показаны на фиг.З.

Большое индуктивное сопротивление дл  токов несимметричных помех позвол ет обеспечить требуемое вносимое затухание фильтра при малых емкост х, включаемых между проводными фильтрами и корпусом; эти емкости реализуютс  в виде проходных конденсаторов 1, как правило одинаковой емкости (Ci).

При замыкании на корпус одной из фаз трехфазной сети питани  с изолированной нейтралью корпус фильтра приобретает потенциал этой фазы, а ток к между фазой и корпусом  вл етс  геометрической суммой токов, протекающих через проходные конденсаторы , включенные в нулевой провод фильтра и в два других фазных привода. Поскольку падение напр жени  во всех проводах на частоте0сети питани  fc пренебрежимо мало по сравнению с напр жением сети, то при коротком замыкании фазы на корпус оба проходных конденсатора, включенные в нулевой привод, оказываютс  под действием фазного напр жени  сети Уф, а включенные в два других провода - под действием линейных напр жений v3 (см. фиг,4). Геометрическое суммирование токов дает

1к 16ПтсиФС1

В системах с изолированной нейтралью по услови м техники безопасности величина тока IK ограничиваетс : I д, где д - допустимое значение тока короткого замыкани  (пор дка нескольких миллиампер).

Тем самым определ етс  максимальное допустимое значение емкости проходного конденсатора 1:

Ci 1д/().

Поскольку токи несимметричных помех во всех проводах одинаковы по величине и фазе, эквивалентна  индуктивность любой обмотки дроссел , св занна  с этими токами , равна Un + . где Мнп - коэффициент взаимоиндукции любой пары обмоток , практически равный . Индуктивность вместе с двум  конденсаторами 1 образует П-образный фильтр нижних частот , служащий дл  подавлени  несимметричных помех. Эквивалентна  схема фильтра дл  токов несимметричных помех в области относительно низких частот имеет вид, показанный на фиг.5. Частота среза несимметричного фильтра 1

2л

Un Ci

Подавление симметричных помех осуществл етс  симметричным П-образ- ным фильтром нижних частот, образованным конденсаторами 1 и 4 и индуктивност ми рассе ни  LCn двух обмоток дроссел , включенных в два фазных провода (фиг.6) или в фазный и нулевой (фиг.7). Значени  частоты среза фильтра соответственно

v o.sunid + СО

2lF

1

VQ.5Un(Ci +C4)

Очевидно, что Тф-ф fф-o.

В общем случае по разным проводам фильтра распростран ютс  токи помех, различные по величине и фазе. Обнаружено, это при этом в предлагаемом фильтре эффективность подавлени  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 затухани , а значит должно выполн тьс  условие тф-ф fH; емкость с

конденсатора 4 определ етс  из соотношени 

(-1)

1-СП

Поскольку Un, то емкость Сп

обычно на 1-2 пор дка больше емкости CL

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   N-проводный помехоподавл ющий

   фильтр по авт. св. № 1312699. отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности при использовании в трехфазной сети питани  переменного тока с изолированной нейтралью путем уменьшени  тока короткого замыкани  между фазой и

   корпусом до безопасного значени ,величину емкости Ci каждого из указанных 2N конденсаторов выбирают из услови 

   г.   1 16лгтсиф

   где 1Д - допустимый ток короткого замыкани  между фазой и корпусом;

   1)ф и fc - фазное напр жение и частота трехфазной сети, и дополнительно введены две группы конденсаторов , по три конденсатора в каждой, включенные по разные стороны N-обмоточ- ного дроссел , причем каждый из конденсаторов указанных групп включен между соответствующим одним из фазных проводОВ фильтра и его нулевым проводом, а величину емкости С каждого из конденсаторов этих групп выбирают из услови 

   г г г4 LH - 1 С-СН Un )

   где LHn - величина индуктивности одной обмотки N-обмоточного дроссел ;

   Lcn - величина индуктивности рассе ни  обмотки с учетом указанного введенного магнитного шунта, имеющего

   крестообразную форму.

   6

   А Фр фр

   б

   И

   W/7

   Фиг.З

   сп

   ФигЛ

   bj/n4 ЭМ/t/i

   (риг 5

   сп