ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО


RU (11) 2051466 (13) C1

(51) 6 H02M3/335 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4902549/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.01.08 
(45) Опубликовано: 1995.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1524139, кл. H 02M 3/335, 1989. 2. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. Мир, 1979, с.142. 
(71) Заявитель(и): Завод "Полярная звезда" 
(72) Автор(ы): Базанов В.А.; Гальперин В.Е.; Черепенин Ф.В. 
(73) Патентообладатель(и): Завод "Полярная звезда" 

(54) ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 

Использование: вторичные источники электропитания. Сущность изобретения: повышение эффективности подавления помех. В устройстве, содержащем корпус с размещенными в нем входным 2 и выходным 3 трансформаторами, у которых вторичная обмотка входного трансформатора 12 и первичная обмотка 13 выходного трансформатора соединены между собой, а выводы первичной обмотки входного трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора подключены соответственно к клеммам устройства для соединения с источником и приемником электроэнергии, параллельно вторичной обмотке входного трансформатора и первичной обмотке выходного трансформатора включен резонансный узел, представляющий собой параллельно соединенные дроссель 15 и конденсатор 16 с регулируемыми индуктивностью и емкостью. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от кондуктивных импульсных помех устройств электропитания средств вычислительной техники, автоматизированных систем управления, измерительной и другой высокочувствительной радиоэлектронной аппаратуры.

Кроме того, для защиты от электромагнитных помех как потребителей, так и сетей электропитания, изобретение может найти применение в сетях с изолированной нейтралью (например, судовых).

Известна помехозащитная трансформаторная вставка [1] содержащая два экранированных металлом объема, в которых размещены первый и второй трансформаторы с фильтрами, причем вторичная обмотка первого трансформатора и первичная обмотка второго трансформатора выполнены в виде многослойных полосковых линий и через два последовательно включенных фильтра соединены между собой, а одна из точек соединения первого и второго фильтров подключена к экранированным объемам и заземлена.

Кроме этого, с целью повышения помехоподавления в каждый экранированный объем введены дополнительно два конденсатора, которые включены между общей точкой экранированных объемов и соответствующими слоями полосковых обмоток первого и второго трансформаторов.

Это устройство обладает высокой эффективностью подавления импульсных помех.

Однако устройство имеет существенные недостатки:

низкий КПД из-за больших потерь в сильноточном низковольтном контуре, образованном полосковыми обмотками и двумя последовательно включенными фильтрами;

cложность и нетехнологичность изготовления полосковых обмоток трансформаторов;

мягкая нагрузочная характеристика за счет потерь в низковольтном контуре и в магнитопроводах дроссельных фильтров и трансформаторов;

низкие массогабаритные показатели.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство [2] которое содержит два трансформатора, размещенных в общем корпусе. Входной трансформатор своей первичной обмоткой подключен к входным клеммам для соединения с источником электроэнергии, например к сети питания, а вторичной обмоткой подключен к первичной обмотке другого, выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным клеммам устройства для соединения с приемником электроэнергии.

Таким образом, вторичная обмотка входного трансформатора и первичная обмотка выходного трансформатора образуют внутренний контур, у которого точка соединения второго вывода вторичной обмотки входного трансформатора и первого вывода первичной обмотки выходного трансформатора подключена к корпусу.

Это устройство обладает малой эквивалентной проходной емкостью за счет использования последовательного включения трансформаторов c раздельными обмотками и возможности стекания энергии импульсных помех на землю (на корпус) из-за подключения его к указанной точке соединения, что в значительной степени препятствует прохождению высокочастотных помех пико-нано-микросекундного диапазона.

Однако импульсные помехи с большей длительностью (от десятков и сотен микросекунд до единиц миллисекунд) трансформируются во вторичные обмотки уже непосредственно через ферромагнитные сердечники трансформаторов и ослабляются незначительно, именно эти помехи имеют максимальную амплитуду и энергию импульса и являются одной из основных причин сбоев в работе и выхода из строя электронных схем.

Цель изобретения повышение эффективности подавления кондуктивных импульсных помех с любой длительностью импульсов.

Цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее входной и выходной трансформаторы, причем вторичная обмотка входного трансформатора и первичная обмотка выходного трансформатора соединены между собой, а выводы первичной обмотки входного трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора подключены соответственно к клеммам устройства для соединения с источником и приемником электроэнергии, с целью повышения эффективности подавления помех, параллельно вторичной обмотке входного трансформатора и первичной обмотке выходного трансформатора включен резонансный узел, представляющий собой параллельно соединенные дроссель и конденсатор.

Включение в схему известного устройства резонансного узла в виде параллельно соединенных дросселя и конденсатора является существенно новым по отношению к прототипу и позволяет не только на несколько порядков повысить эффективность подавления импульсных помех по отношению к прототипу, но и ослаблять низкочастотные гармоники напряжения питающей сети на выходе устройства, что позволяет получить электроэнергию более высокого качества.

Изобретение поясняется чертежом.

Помехоподавляющее устройство содержит корпус 1, в котором размещены входной трансформатор 2 и выходной трансформатор 3, причем первичная обмотка 4 входного трансформатора 2 подключена к клеммам 5 и 6 помехоподавляющего устройства для соединения с источником электроэнергии 7, например, с сетью эл. питания. Вторичная обмотка 8 выходного трансформатора 3 подключена к клеммам 9 и 10 для соединения с приемником электроэнергии 11. Вторичная обмотка 12 входного трансформатора 2 и первичная обмотка 13 выходного трансформатора 3 соединены между собой, образуя внутренний контур. Помехоподавляющее устройство включает также резонансный узел 14, выполненный в виде параллельно соединенных дросселя 15 и конденсатора 16, а также экранирующие перегородки 18 и 19, установленные внутри корпуса, причем экранирующая перегородка 18 установлена между входным трансформатором 2 и резонансным узлом 14, а экранирующая перегородка 19 между резонансным узлом 14 и выходным трансформатором 3. В них имеются отверстия 20, 21, 22 и 23 для ввода проводников, соединяющих обмотки 12 и 13. Точка 17 внутреннего контура, образованного соединением обмотки 12 входного трансформатора 2 и первичной обмотки 13 выходного трансформатора 3, заземлена на корпус 1.

Для наиболее эффективной работы помехоподавляющего устройства необходимо, чтобы резонансный узел 14 был настроен в резонанс с частотой источника электроэнергии, в данном случае сети электропитания.

Помехоподавляющее устройство работает следующим образом.

Электроэнергия переменного тока, поступающая из сети на первичную обмотку 4 входного трансформатора 2, передается в его вторичную обмотку 12, нагрузкой которой является резонансный узел 14. Напряжение, снимаемое с зажимов резонансного узла 14, поступает на первичную обмотку 13 выходного трансформатора 3, а со вторичной обмотки 8 выходного трансформатора 3 напряжение подается на приемник электроэнергии 11.

Увеличение эффективности помехоподавления в широком частотном диапазоне достигается за счет существенного изменения (уменьшения) сопротивления резонансного узла 14 на частотах, отличных от частоты питающей сети.

При отсутствии в питающей сети импульсных помех резонансный узел 14 практически не влияет на передачу электроэнергии из вторичной обмотки 12 входного трансформатора 2 в первичную обмотку 13 выходного трансформатора 3, сопротивление резонансного узла 14 максимально и помехоподавляющее устройство работает как трансформатор с малой проходной емкостью и общим коэффициентом трансформации, близким к единице.

При наличии в питающей сети импульсных помех, проходящих во вторичную обмотку 12 входного трансформатора 2, они шунтируются малым сопротивлением резонансного узла 14 и значительно ослабляются. При этом на выходе помехоподавляющего устройства достигается ослабление симметричных и несимметричных импульсных помех на несколько порядков.

Кроме того наличие в устройстве резонансного узла 14, настроенного на частоту питающей сети, ослабляет низкочастотные и высокочастотные гармоники напряжения на выходе и позволяет получать электроэнергию более высокого качества.

Помехоподавляющее устройство инвариантно и обеспечивает эффективную защиту как потребителей от импульсных помех, возникающих в сети, так и саму сеть от помех, возникающих на стороне потребителя.

Для подтверждения правильности принятого технического решения изготовлен и испытан действующий образец помехоподавляющего устройства, в котором были использованы трансформаторы 1 и 3 мощностью 500 ВА на 220 В, 50 Гц. Коэффициент трансформации равен единице.

Резонансный узел 14 состоит из дросселя 15 и конденсатора 16.

Индуктивность дросселя 450 мГ

Емкость конденсатора 16 мкФ

Питающая сеть 220 В, 50 Гц

Ток в нагрузке (макс) 2 А

Импульсные симметричные и несимметричные помехи формировались на входе устройства имитатором импульсных помех и регистрировались на входе (в питающей сети) и на выходе устройства (в нагрузке) осциллографом С 8 14.

Максимальное (амплитудное) значение импульсной помехи достигало значения 1500 В (1,5 кВ).

При этом были получены следующие данные:

Импульс длительностью до 1 мкС 70 80 дБ (ослабление в 5 10 тыс. раз).

Импульс длительностью до 10 мкС 50 60 дБ (ослабление в 500 1000 раз).

Импульс длительностью до 100 мкС 30 40 дБ (ослабление в 50 100 раз).

Импульс длительностью до 1000 мкС 20 30 дБ (ослабление в десятки раз).

Из экспериментальных данных видно, что предлагаемое помехоподавляющее устройство обеспечивает снижение амплитуды импульсных помех на несколько порядков, что гарантирует защиту потребителя энергии (приемник 11) и его надежную работу.

Использование изобретения в народном хозяйстве обеспечит экономический эффект, заключающийся в уменьшении ущерба вследствие предотвращения сбоев и выхода из строя средств вычислительной техники, автоматизированных систем управления, технологических комплексов и других электропотребителей. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с размещенными в нем входным и выходным трансформаторами, причем вторичная обмотка входного трансформатора и первичная обмотка выходного трансформатора соединены между собой, а выводы первичной обмотки входного трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора подключены соответственно к клеммам устройства для соединения с источником и приемником электроэнергии, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности подавления помех, параллельно вторичной обмотке входного трансформатора и первичной обмотке выходного трансформатора включен резонансный узел, представляющий собой параллельно соединенные дроссель и конденсатор.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резонансный узел настроен в резонансе с частотой источника электроэнергии.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru