ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ФИЛЬТР
THREE-PHASE TRANSFORMER FILTER

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.
Известно трехфазное симметрирующее устройство, содержащее трехфазный трансформатор, выпрямитель и инвертор. Недостаток - распространение высших гармоник в питающей сети(1)
Известен трансформаторный фильтр для подавления высших гармоник в питающей сети, в первую очередь пятой и седьмой, имеющий на вторичной стороне трансформатора две группы обмоток с соединением звезды и треугольника. Недостаток - необходимость наличия и равномерного распределения нагрузок по двум трехфазным выводам, см. Рис.8.10 стр.121 (2). Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный фильтр, содержащий входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключены два трехфазных трансформатора, первичные обмотки первого соединены в треугольник, а второго в звезду, см. Рис.2-08 стр.90 (3).
Недостаток - необходимость наличия двух трехфазных выходов.
Цель изобретения - подавление высших гармоник на выходе фильтра при их наличии в питающей сети, а также и в питающей сети при нелинейном характере нагрузки.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве содержатся входные зажимы А1, В1, С1 для подключения питающей сети и выходные зажимы А2, В2, С2, N1 для подключения нагрузки. К входным зажимам подключены два трехфазных трансформатора. У первого трехфазного трансформатора первичные обмотки включены в треугольник, а у второго первичные обмотки включены в звезду. Трехфазный трансформаторный фильтр согласно изобретению отличается тем, что основные вторичные обмотки каждой фазы обеих трансформаторов соединены согласно последовательно, причем первые крайние выводы вторичных обмоток трех фаз соединены в звезду, а вторые крайние выводы являются выходными зажимами трансформаторного фильтра, при этом коэффициенты трансформации трансформаторов выбираются таким образом, чтобы напряжение на вторичных обмотках обеих трансформаторов было одинаковым.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники выявило в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг.1 представлена схема устройства. Устройство содержит входные зажимы для подключения питающей сети А1, В1, С1 и выходные зажимы для подключения нагрузки А2, В2, С2, N1, трехфазные трансформаторы 1 и 2, имеющие первичные обмотки 3 и вторичные основные обмотки 4. Первичные обмотки трансформатора 1 включены в треугольник, а первичные обмотки трансформатора 2 - в звезду. Вторичные обмотки 4 трансформаторов 1 и 2 каждой фазы включены согласно последовательно между собой, причем первые крайние выводы каждой фазы соединены между собой в нулевую точку, а вторые крайние выводы являются выводами А2, В2, С2, N1 для подключения однофазных и трехфазных нагрузок, при этом коэффициенты трансформации трансформаторов выбираются таким образом, чтобы напряжение на вторичных обмотках обоих трансформаторов было одинаковым.
Устройство работает следующим образом.
При подаче напряжения на трехфазный трансформаторный фильтр напряжение питающей сети подводится к первичным обмоткам трансформаторов 1 и 2. При этом напряжение подводится к первичным обмоткам 3, включенным в треугольник для трансформатора 1 и в звезду для трансформатора 2. Известно, что напряжение, трансформируемое во вторичные обмотки, в этом случае отличается по фазе на 30 градусов. И если в питающей сети имеются высшие гармоники, они также трансформируются во вторичное напряжение соответствующих обмоток и с учетом указанного фазового сдвига. При нелинейном характере нагрузки на выходе трансформаторного фильтра соответственно устраняются соответствующие гармоники в питающей сети. Для уменьшения третьей и кратных ей высших гармоник в трансформаторе 2 могут вводиться дополнительные обмотки 5, включенные в треугольник.
Наибольший эффект достигается при таких коэффициентах трансформации, при которых напряжение на вторичных обмотках одинаково.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в подавление высших гармоник как на выходе фильтра при их наличии в питающей сети, так и в питающей сети при нелинейном характере нагрузки.
Источники информации
1. А.с. СССР №1372473, Н02J 3/26, Н02М 5/32.
2. А. Куско, М. Томпсон. Сети электроснабжения. Методы и средства обеспечения качества электроэнергии. - М.: Додэка - XXI, 2010.
3. Г.Н. Петров. Электрические машины. Ч.1. М.: Энергия, 1974.