202338. lajstromszámú szabadalom • Aktív szűrőberendezés erősáramú hálózatra csatolt nemlineáris fogyasztó által keltett felharmonikusok szűrésére
7 HU 202 338 B 8 alakban hozható létre, amelyek közül két példát a 7a. és 7b. ábra mutat. Az előző a kézi, az utóbbi a külső, automatikus szabályozás megvalósítására nyújt lehetőségek A 7a. ábrán látható elrendezésben 723i bemenet egyrészt 723a jelfordító erősítőn, másrészt közvetlenül 723b potenciométer megfelelő sarkára van vezetve. A 723b potenciométerről 723o kimeneten át a szükséges szintű jel levehető. A 7b. ábra szerinti elrendezésben a 723i bemenet és a 723o kimenet között 723d digitális szorzó van, amely szorzó típusú D/A-konverter. Ez utóbbi referenciabemenetével van a 723i bemenetre kapcsolva, 723e öszszegző ellenállás juttatja kimenő jelét a 723o kimenetre. A 13 ellenőrző rendszertől érkező jelet 723c digitális tároló őrzi és ennek kimeneté biztosítja a 723d digitális szorzó vezérlését. A 13 ellenőrző rendszer egy célszerű megvalósítása a 8. ábrán látható. Bemenete a 3 első áramváltóra van csatlakoztatva, amelynek kimenő jelét egy vagy egymással párhuzamosan kapcsolt több 13a sávszűrőre juttatja. Ez utóbbiak a szűrendő harmonikusokra vannak hangolva, akárcsak a 7 szabályozó rendszer 721 sávszűrői. A 13a sávszűrők kimenetei 13b többcsatornás A/D-konverterre vannak vezetve, amelyek kimenő jele 13c mikroprocesszoros szabályozó egységet hajt meg. A 13c mikroprocesszoros szabályozó egység a 723 amplitúdószabályozókra van vezetve. A 13 ellenőrző rendszer működése során a 3 első áramváltón, a 13 sávszűrőkön és a 13b többcsatornás A/D-konvertereken keresztül méri a kimenő áram felharmonikus tartalmát és a 723 amplitúdószabályozókat úgy befolyásolja, hogy a kimenő áram felharmonikus tartalma csökkenjen, illetve minimális értékre süllyedjen le. A találmány szerinti szűrőberendezés ismert áramköri elemekből épül fel, sokféle módon hozható létre. A 81 összegző integrátor például a Fairchild ,AF 356 típusú áramkör, amely a 83 első és 84 második jelfordító erősítőket is tartalmazza. Maga az áramkör megtalálható például J. Márkus: Electronic Circuits Manual (McGraw-Hill kiadás, New York, 1971) című könyvében. A 85 és 86 élvezérelt első és második monostabil multivibrátort Texas 74LS123 jelű áramkörrel valósítottuk meg. A 71 alapharmonikus lyukszűrőt és a 721 sávszűrőket az említett könyvben is fellelhető kapcsolásban építettük fel. Digitális tárolásra a Texas 74LS373 jelű áramkört, A/D-konverterként az ANALOG DEVICES AD7523 jelű áramkörét használtuk. Mikroprocesszorként megfelelően védett bármely központi számítógép megfelel, programozása során különleges kikötésre nincs szükség, mivel működésével egy adott jellemzőt, tehát a felharmonikus tartalmat kell csökkenteni, ami egyszerű visszacsatolási műveletsort jelent. A találmány szerinti aktív szűrőberendezés működése a következő: Az 5 második áramváltó a 4 szűrendő gyűjtősínre csatlakozó 6 nemlineáris fogyasztó felharmonikus áramát követi. Áramjele a 7 szabályozó rendszert vezérli, amely a 8 harmonikus forrás kimenő áramának felharmonikus tartalmát állítja be. A felharmonikust tartalmazó áramok a 9 aluláteresztő szűrőn keresztül az alapharmonikus frekvenciára hangolt 10 soros rezgőkör és a 12 csatoló kondenzátor 11 közös pontjába, majd a 4 szűrendő gyűjtősínbe folynak. A 6 nemlineáris fogyasztó szűrt feÚiarmonikus áramát méri a 3 első áramváltó, és az evvel előállított áramjel a 13 ellenőrző rendszeren és a vele összekötött 7 szabályozó rendszeren keresztül zárt hurokban a 8 harmonikus forrás kimenő áramának felharmonikus tartalmát harmonikusonként minimumra szabályozza, ezáltal korrigálja a 2 táphálózati impedancia nagyságának és az 1 táphálózat feszültségét jellemző frekvenciának változását A 2. ábra szerinti kapcsolásban all közös pont és a 8b kimeneti kapocs között r alapharmonikus frekvencián gyakorlatilag rövidzárlatot hoz létre, miáltal alapharmonikus hálózati áram nem folyik a 8 harmonikus forrás felé. A 9a, 9c, 9e induktív tagok és a 9b, 9d kapacitív tagok által alkotott 9 aluláteresztő szűrő nem engedi a 8 harmonikus forrás nagyfrekvenciás áramait a 4 szűrendő gyűjtősín felé záródni, ugyanakkor a szűrendő harmonikus áramok a 12a kondenzátoron átfolyva a 4 szűrendő gyűjtősínbe folynak és a 2 táphálózati impedancián át záródnak. Mivel ezek a harmonikus áramok azonos amplitúdójúak és a 6 nemlineáris fogyasztó szűrendő harmonikus áramaival ellentétes fázisúak, a 2 táphálózati impedancián átfolyó szűrt harmonikus áramok eredője gyakorlatilag nulla. A 8 harmonikus forrás lehet áramgenerátoros vagy feszültséggenerátoros jellegű. A minél jobb hatékonyság érdekében, amin adott rendszámú harmonikus esetén a 4 szűrendő gyűjtősínbe befolyó és a 8 harmonikus forrásból kifolyó harmonikus áramok hányadosát értjük, mindkét típusú 8 harmonikus forrás esetében célszerű a 10a induktivitással sorba kötött 10b kondenzátor által alkotott, alapharmonikus frekvenciára hangolt 10 soros rezgőkör helyett példaként a 3a. ábrán bemutatott módosított soros rezgőkört beiktatni a 11 közös pont és a 8b kimeneti kapocs közé. Ez ugyanis az alapharmonikus rezonanciát és a szűrendő harmonikus rendszámokon a párhuzamos rezonanciát valósítja meg. A kapcsolás induktivitásainak a száma megegyezik a szűrendő harmonikusok rendszámainak a számosságával. Hasonló hatás érhető el a szűrendő frekvenciákra hangolt párhuzamos rezgőkörök soros kapcsolásával, amely rezgőköröket a 10a induktivitás helyére iktatva megvalósítható az alapharmonikus frekvenciájú soros rezonancia és a szűrendő frekvenciákon a kívánt mértékű nagy impedancia. A 3a. ábra szerinti kapcsolást, esetleg a párhuzamos rezgőkörök soros kapcsolását célszerű alkalmazni továbbá a 2. ábra szerinti 9b és 9d kapacitív tagok helyett, amikor a 8 harmonikus forrás áramgenerátoros jellegű. Ekkor ugyanis a nagyfrekvenciás összetevőkre a kis kimenő impedancia valósítható meg, a szűrendő harmonikus rendszámokon viszont a söntágak nagy impedanciájúak, tehát gyakorlatilag a 8 harmonikus forrás által termelt teljes szűrendő harmonikus rendszámú áram a 2 táphálózati impedancián át záródik. Ha a 8 harmonikus forrás feszültséggenerátoros jelegű, célszerű a 3b. ábra szerinti kapcsolást alkalmazni a 2. ábra szerinti 9a, 9c, 9e induktív tagok helyett, úgy, hogy az induktív tagok végpontjainak a 3b. ábra szerinti 120,130 kapcsok felelnek meg. Hasonló hatás érhető el, ha a szűrendő frekvenciára hangolt soros rezgőköröket egymással párhuzamosan kapcsolva, agy-egy ilyen rendszert iktatunk a 9a, 9c, 9e induktív tagok helyére. Mindkét esetben a feszültséggenerátor jellegű 8 harmonikus forrás a vivőfrekvenciára nézve üresjárásban működik, ugyanakkor a szűrendő rendszámokon kicsi a terhelő impedanciája. A találmány szerinti aktív szűrőberendezés 8 harmo5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
