Схемы подавления гармоник в сетях постоянного тока (из мирового патентного фонда)

Приведены схемы устройств подавления гармоник в сетях постоянного тока из мирового патентного фонда.

Распределительная сеть для автомобиля

В патенте Японии 2003040056 (2003 г) описана распределительная сеть для автомобиля. Схема (рис.1) содержит электрическую батарею (или аккумулятор) 2, подключенную по шине 13 к различному оборудованию автомобиля, обозначенному цифрами 3, 4, 5, 6, 7. К выходу батареи подключен конденсатор 8 большой емкости.

Рис. 1. Распределительная сеть для автомобиля.

На обоих концах шины 13 подключены RC-цепочки с такими значениями сопротивления и емкости, которые соответствуют соотношению L0/C0, где L0 - собственная индуктивность всей цепи, а С0 - ее собственная емкость. Назначение RC-цепочек - подавлять паразитные колебания в схеме.

Батарейный блок для питания приборов обработки информации

В патенте Японии 2001014071 (2001 г.) описан батарейный блок для питания приборов обработки информации. Схема (рис.2) содержит батарею 2, имеющую отрицательный вывод 12 и положительный вывод 13.

Рис. 2. Батарейный блок для питания приборов обработки информации.

Эти выводы подключены к проводам питания 3 и 4 через катушки индуктивности 41, выводы которых подключены на "землю" через конденсаторы 8. На высокой частоте импеданс катушек 41 становится больше, чем у конденсаторов 8, что позволяет подавить шум и высокочастотные колебания на выводах 5 и 11 питания прибора (например, компьютера).

Активный фильтр и метод подавления гармоник тока

Активный фильтр и метод подавления гармоник тока описаны в международном патенте РСТ 0205412 (2002 г.). На рис.3 показан один из вариантов реализации активного фильтра 100 для подавления гармоник тока на шине постоянного тока 300. При этом цифрой 200 обозначен условно источник гармоник тока.

Активный фильтр 100 содержит накопительный конденсатор 103, катушку индуктивности 104, переключатель 120 и контроллер фильтра 150. Контроллер фильтра 150 измеряет уровень гармоник на шине 300 от первого датчика гармоник 10 и от датчика компенсации 20.

Рис. 3. Активный фильтр для подавления гармоник тока на шине постоянного тока.

Контроллер 150 вырабатывает такие сигналы управления переключателем 120, которые компенсируют гармоники шины 150. Сигналы управления меняются при изменении гармонического состава источника 200.

Источник напряжения для блока датчика ускорения

Источник напряжения для блока датчика ускорения описан в европейском патенте ЕР 1180455 (2002 г.). От источника напряжения 10 (рис.4), кроме постоянного напряжения, на датчик ускорения могут также передаваться: периодические пульсации, шум и короткие импульсы напряжения.

Рис. 4. Источник напряжения для блока датчика ускорения.

Для фильтрации этих элементов к выходу блока питания 10 сначала подключается блокирующий конденсатор 18 большой емкости (от 10 до 100 мкФ), который подавляет периодические пульсации, но не подавляет шумы и короткие импульсы.

Для подавления последних элементов включена RC-цепочка, состоящая из резистора 28 и конденсаторов 22 и 34 с емкостями от 10 до 100 нФ (перед каждым блоком датчиков). Поэтому датчики 14 и 32 получают напряжение питания без пульсаций и помех.

Источник бесперебойного питания для систем освещения

В патенте США 2002003379 (2002 г.) описан источник бесперебойного питания для систем освещения. Осветительные приборы 3 (рис.5) - люминесцентные лампы - питаются от шины постоянного тока 5 с выхода блока управления мощностью 1.

Блок 1 поддерживает батарею 2 в заряженном состоянии. Если напряжение питания на входе блока 1 исчезает, то автоматически на шину 5 подключается батарея 2.

Рис. 5. Источник бесперебойного питания для систем освещения.

Метод уменьшения гармоник в биполярной линии постоянного тока

В патенте США 6115269 (2001 г.) описан метод уменьшения гармоник в биполярной линии постоянного тока. На рис.6 показаны: источник переменного напряжения N1, к выходам которого подключены преобразователи СV11 и СV12, первый из которых подключен к шине положительного напряжения КV11, а второй - к шине отрицательного напряжения КV12.

Рис. 6. метод уменьшения гармоник в биполярной линии постоянного тока.

Узлы управления СЕ11 и СЕ 12 состоят из формирователя девиации DEVU и управляющего прибора CTR. На шинах питания установлены датчики тока AVI 1 и АV12. Выходы узлов управления подключены к активным фильтрам API 1 и API2. Указывается, что такая система позволяет существенно уменьшить уровень гармоник на обеих шинах питания.

В патенте описана конкретная реализация узлов системы.

Электрик-2004-10.

1 1571 Полезные знания и советы

патент история