АКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР
ACTIVE ELECTRIC FILTER

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях.
Известен трехфазный активный электрический фильтр [1], содержащий LC-фильтры, систему преобразования входной информации, сумматоры, синхронизированную систему формирования эталонного сигнала, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), буферные каскады, импульсные усилители мощности, соединенные с входами LC-фильтров, а выходы фильтров соединены с фазами питающей сети.
Недостатками данного трехфазного активного электрического фильтра являются: невысокое быстродействие, сложная следящая система, сравнительно низкая глубина фильтрации.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является однофазный активный электрический фильтр [2]. Он состоит из систем преобразования входной информации, синхронизированной с сетью системой формирования сигнала ошибки, инфертора, широтно-импульсного модулятора (ШИМ), буферного каскада, импульсного усилителя мощности, LC-фильтра, мощной нелинейной нагрузки, присоединенной к трехфазной электрической сети U, V, W с нулевым проводом N.
Недостатками данного однофазного активного электрического фильтра являются, сравнительно низкая глубина фильтрации и сложная схема.
Задача изобретения заключается в создании активного электрического фильтра с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Сущность изобретения заключается в следующем. Первое согласующее устройство соединено с входом интегральных прерывателей. Выход интегральных прерывателей соединен с мультивибраторами. Выход мультивибраторов соединен с входом частотных режекторных фильтров, выходы которых подключены к сумматору и дифференциальным усилителям мощности. Выход дифференциальных усилителей мощности соединен с входом силовых модулей, выход силовых модулей соединен с входом второго согласующего устройства. С выхода второго согласующего устройства восстановленный корректирующий сигнал подается в фазы питающей сети.
На чертеже схематично изображен активный электрический фильтр. Он содержит первое согласующее устройство 1, интегральные прерыватели 2, мультивибраторы 3, частотные режекторные фильтры 4, сумматор 5, дифференциальные усилители мощности 6, силовые модули 7, второе согласующее устройство 8, нагрузку 9.
Фильтр работает следующим образом. С первого согласующего устройства 1 необходимые для согласования низковольтных цепей сигналы поступают на вход интегральных прерывателей 2, которые преобразуют непрерывный корректирующий сигнал в дискретный сигнал. С выхода интегральных прерывателей 2 дискретный сигнал поступает на вход мультивибраторов 3, на выходе мультивибраторов 5 вырабатываются дискретные сигналы, которые выдают напряжения, пропорциональные напряжениям в фазе питающей сети. Эти напряжения поступают на систему частотных режекторных фильтров 4. На выходе частотных режекторных фильтров 4 формируются два сигнала, мгновенные значения амплитуды и фазы, которые равны мгновенным значениям амплитуд и фаз основных и высших гармоник. Сигналы с выхода частотных режекторных фильтров 4 поступают на входы сумматоров 5, в результате на выходе сумматоров 5 получаются скорректированные сигналы высших гармоник. С выхода частотных режекторных фильтров 4 сигнал поступает на дифференциальные усилители мощности 6, с выхода импульсного усилителя мощности 6 усиленные дискретные сигналы поступают на силовые модули 7, а с модулей - на вход второго согласующего устройства 8. С выхода второго согласующего устройства 8 восстановленный корректирующий сигнал подается в фазы питающей сети на нагрузку 9, что ведет к компенсации высших гармоник.
Активный электрический фильтр позволяет использовать режекторные частотные фильтры с высокой добротностью, лучшие частотные свойства которых позволяют упростить выходные LC-фильтры и тем самым улучшить качество электрической энергии. Это позволяет, в свою очередь, снизить высшие гармонические составляющие в контролируемых точках энергетической системы, компенсировать реактивную составляющую мощности, а также использовать мощность нелинейных искажений. Кроме того, отсутствие буферных каскадов и сложной следящей системы позволит снизить массогабаритные показатели активного электрического фильтра.
Источники информации
1. Патент РФ №427207, Н03Н 7/9, 10.12.2004 г.
2. Патент РФ №2458381, Н03Н 7/09, 20.08.2011 г. – прототип.