ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в установках по улучшению качества электрической энергии, в гребенчатых фильтрах компенсации высших гармоник напряжения питания.
Известно фильтрокомпенсирующее устройство для трехфазной системы электроснабжения [патент RU №2046489, МПК H02J 3/18, H02J 3/01 опубл. 20.10.1995]. Фильтрокомпенсирующее устройство снабжено трехстержневым трансформатором, три обмотки каждой фазы которого расположены на одном стержне, первые одноименные выводы первой и второй обмоток подключены к питающей сети системы электроснабжения, первые выводы третей обмотки соединены по схеме «звезда», вторые выводы первой обмотки соединены с конденсаторной батареей, вторые выводы второй обмотки соединены с реактором, вторые выводы третьей обмотки соединены с резистором.
Недостатками такого устройства являются его конструктивная сложность, большое количество соединений, которое приводит к снижению надежности работы устройства, узкая сфера применения, а также низкий коэффициент мощности и большой коэффициент гармоник при больших массогабаритных показателях.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является фильтрокомпенсирующее устройство [патент RU №1128033, МПК H02J 3/01 опубликовано 10.05.2013]. Фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее реактор, выполненный в виде магнитопровода из двух П-образных стержней, и конденсатор, выполненный в виде последовательно согласно намотанных на П-образных стержнях магнитопровода двузаходных обмоток из двух изолированных проводов в виде фольги. Для компенсации высших гармоник в устройстве используется режим резонанса, резонансная частота которого определяется его емкостью и индуктивностью. На основной частоте компенсируемой сети реализуется повышение коэффициента мощности, так как на этой частоте фильтрокомпенсирующее устройство носит емкостной характер.
Недостатком известного устройства являются конструктивная сложность и низкая его надежность из-за намотанных обмоток вокруг магнитопровода и их нестабильного крепления, а также большие массогабаритные показатели.
Техническая задача полезной модели заключается в улучшении качества электрической энергии.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента мощности и уменьшение коэффициента гармоник при одновременном повышении надежности устройства, уменьшении количества элементов устройства и уменьшении массогабаритных показателей.
Это достигается тем, что в известном фильтрокомпенсирующем устройстве, содержащим реактор в виде магнитопровода, двузаходные обмотки из двух изолированных проводов, снабжено обмотками из диэлектрика, изолирующими друг от друга провода, выполненные в виде ферромагнитной фольги, и образующие вертикальные участки магнитопровода, отделенные от горизонтальных участков немагнитными зазорами, при этом начало одного изолированного провода и конец другого изолированного провода разомкнуты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 показано фильтрокомпенсирующее устройство, на фиг. 2 изображены провода в виде обмоток и обмотки диэлектрика.
Фильтрокомпесирующее устройство содержит два участка магнитопровода 1, выполненных из электротехнической стали, и два участка магнитопровода 2, представляющих собой двузаходную обмотку из первого изолированного провода 3 и второго изолированного провода 4, которые выполнены из ферромагнитной фольги и отделенных друг от друга обмотками диэлектрика 5 и 6, образующих одновременно магнитопровод, индуктивную катушку и конденсатор, и отделенных от двух участков магнитопровода 1 одинаковыми по длине четырьмя немагнитными зазорами 7.
Фильтрокомпенсирующее устройство работает следующим образом.
Источник напряжения подключают к началу изолированного провода 3 и к концу изолированного провода 4. Начало второго изолированного провода 4 и конец первого изолированного провода 3 разомкнуты. Изолированные провода 3 и 4 могут соединяться последовательно. Согласное включение изолированных проводов 3 и 4 обеспечивает суммирование намагничивающих сил, определяемых токами в них, что делает эффективным использование устройства на низких частотах.
В результате подключения источника напряжения к изолированным проводам 3 и 4 возникает электрическое поле, приводящее к возникновению токов смещения. Эти токи, как токи проводимости в проводах 3 и 4, являются намагничивающими магнитопровода, состоящего из двух участков 1 и двух участков 2. Четыре немагнитных зазоров 7 позволяют снизить нелинейность магнитопровода, а изменение их длины обеспечивают регулирование значения резонансной частоты фильтрокомпенсирующего устройства без изменения других параметров устройства.
Выполнению магнитопровода из двух участков 1 и двух участков 2 во время работы устройства обеспечивается равномерное распределение намагничивающей силы по периметру магнитопровода. При этом уменьшается уровень потока рассеяния, так как магнитное поле вне фильтрокомпенсирующего устройства взаимно компенсируется.
Два участка магнитопровода 2 одновременно выполняют функции магнитопровода, индуктивной катушки и конденсатора, что позволяет снизить массу устройства и его габариты, уменьшить количество соединительных узлов и элементов, повысить надежность устройства.
Для подавления высших гармоник электрической сети используется режим резонанса пассивного фильтрокомпенсирующего устройства. Значения емкости конденсатора, индуктивности индуктивной катушки и длины немагнитного зазора 7 определяют значение резонансной частоты. На промышленной частоте электрической сети реализуется повышение коэффициента мощности, так как на этой частоте пассивное фильтрокомпенсирующее устройство имеет емкостной характер.
Использование полезной модели обеспечивает повышение коэффициента мощности и уменьшение коэффициента гармоник при одновременном повышении надежности устройства, уменьшении количества элементов устройства и уменьшении массогабаритных показателей.