RU2741069C1 - Индуктивно-емкостный фильтр - Google Patents
Индуктивно-емкостный фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741069C1 RU2741069C1 RU2020113962A RU2020113962A RU2741069C1 RU 2741069 C1 RU2741069 C1 RU 2741069C1 RU 2020113962 A RU2020113962 A RU 2020113962A RU 2020113962 A RU2020113962 A RU 2020113962A RU 2741069 C1 RU2741069 C1 RU 2741069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- voltage
- inductive
- welding arc
- pulses
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках питания сварочной дуги для фильтрации высоковольтных импульсов напряжения высокой частоты, возбуждаемых осцилляторами. Технический результат заключается в разработке индуктивно-емкостного фильтра, который позволит эффективно защищать выходные каскады источников питания сварочной дуги от ВЧ импульсов высокого напряжения, возбуждаемых осцилляторами. Технический результат достигается за счет того, что фильтр включает индуктивность, выполненную в виде синфазного дросселя, и два шунтирующих конденсатора, а гашение паразитных выбросов напряжения производится газовым разрядником, включенным в цепь последовательно с конденсатором, стоящим на входе фильтра. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках питания сварочной дуги для фильтрации высоковольтных импульсов напряжения высокой частоты, возбуждаемых осцилляторами.
Полупроводниковые силовые элементы выходных каскадов источников питания подвержены риску потенциального пробоя, обусловленного либо паразитными выбросами напряжения, возникающими на индуктивностях схемы, либо высоковольтными импульсами, возбуждаемыми осциллятором. Паразитные индуктивные выбросы успешно сглаживаются диодами, стабилитронами, варисторами и сапрессорами [Б.Ю. Семенов. // Силовая электроника: от простого к сложному. - М.: СОЛОН-Пресс. - 2005. - 416 с.]. Однако на практике наблюдается довольно быстрая деградация свойств этих защитных элементов, что приводит к авариям выходных каскадов источников питания. Наиболее эффективными с практической точки зрения при относительной простоте признаны П-образные LC-фильтры. [Г.С. Векслер. // Электропитание спецаппаратуры: Учебник для вузов. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - Киев.: Вища школа. - 1979. - 368 с.] - аналог. При всех своих достоинствах и надежной работе на протяжении длительного времени П-образные LC-фильтры имеют ряд недостатков. Наличие паразитных емкостей в катушках индуктивности приводит к возникновению значительных токов утечки и неэффективной работе фильтра. Стоит заметить, что П-образный LC-фильтр представляет собой колебательный контур с хорошей добротностью, который очень медленно рассеивает запасенную энергию и при определенных условия (условиях резонанса для высших гармоник экспоненциально затухающих импульсов осциллятора), может пропускать через LC-фильтр значительные выбросы напряжения, приводя к аварийным режимам работы источников питания. Негативное влияние описанных недостатков подтвердилось в многочисленных экспериментах по защите источника питания сварочной дуги LC-фильтрами от импульсов высокого напряжения осциллятора «ОСПП3-300» и приводило к неоднократным авариям вплоть до возникновения межфазного короткого замыкания в электро-коммутационной аппаратуре распределительного щита. Поэтому разработка схемных решений для защиты от высоковольтных импульсов является актуальной.
Из уровня техники известен входной помехоподавляющий фильтр [Моргунов Д.Н., Машков С.В., Васильев С.И. // Патент РФ №193304 от 23.10.2019 Бюл. №30] - прототип. Устройство представляет собой два П-образных индуктивно-емкостных фильтра включенных параллельно, причем индуктивности фильтров расположены на одном сердечнике, а начала и концы бифилярных катушек включаются в цепь синфазно, другими словами помехоподавляющий фильтр представляет собой двухобмоточный синфазный дроссель, начала и концы которого шунтированы фильтрующими конденсаторами. Из уровня техники известно, что топология предложенной авторами схемы с конца 60-х годов прошлого столетия стала своего рода «общественным достоянием» (public domain) и стоит на входе каждого современного импульсного блока питания, выпускаемого электронной промышленностью. В описании работы фильтра, а также в описании работы импульсного источника питания, авторы допускают принципиальные ошибки, которые полностью искажают понимание природы синфазной помехи, а также роли фильтрующих конденсаторов, путая их работу и функциональное назначение со сглаживающими конденсаторами, стоящими в цепях постоянного тока и имеющими разницу в номинальных значениях емкости в сотни, а иногда и в тысячи раз, по сравнению с фильтрующими. По этой причине в предложенном авторами устройстве отсутствует заземляющий узел в конце фильтра (правое плечо). Такое схемное решение примерно на 30 dB снижает эффективность работы фильтра по отношению к синфазной помехе. Устройство не пригодно в качестве индуктивно-емкостного фильтра для защиты выходных каскадов источников питания сварочной дуги от ВЧ импульсов высокого напряжения, возбуждаемых осцилляторами.
Задачей настоящего изобретения является разработка индуктивно-емкостного фильтра, который позволит эффективно защищать выходные каскады источников питания сварочной дуги от ВЧ импульсов высокого напряжения, возбуждаемых осцилляторами.
Технический результат достигается за счет того, что гашение паразитных выбросов напряжения производится газовым разрядником, включенным в цепь последовательно с конденсатором, стоящим на входе фильтра, образуя колебательный контур с переменной добротностью, значение которой варьируется в диапазоне от нуля до бесконечности в зависимости от величины напряжения на электродах разрядника.
Принципиальная электрическая схема индуктивно-емкостного фильтра в составе источника питания сварочной дуги представлена на фиг. 1. Условные обозначения на схеме соответствуют ГОСТ 2.710-81 «Единая система конструкторской документации. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах».
Цифрами на схеме обозначены: (1) - индуктивно-емкостной фильтр; (2) - сварочная горелка; (3) - деталь.
Устройство в составе источника питания сварочной дуги работает следующим образом: ВЧ импульсы высокого напряжения, возбуждаемые осциллятором G зажигают сварочную дугу между горелкой (2) и деталью (3); рабочие токи от источника питания GB, проходя через синфазный дроссель, взаимно компенсируют магнитные потоки друг друга, не приводя к насыщению магнитопровода и не препятствуя его работе в качестве симметричного дросселя для синфазной ВЧ помехи высокого напряжения от осциллятора G, и питают сварочную дугу необходимой мощностью; индуктивно-емкостной фильтр (1) благодаря наличию в схеме газового разрядника FA, представляет собой колебательный контур с переменной добротностью, значение которой варьируется в диапазоне от нуля до бесконечности в зависимости от величины напряжения на его электродах (а не сопротивления диссипативного элемента, как в прототипе), причем пороговое напряжение срабатывания газового разрядника и, как следствие, добротность контура может настраиваться в зависимости от величины зазора между электродами; конденсатор С1 дополнительно препятствует возникновению дуги постоянного тока в разряднике FA от источника питания GB; сопротивление конденсатора С2 стремится к нулю для ВЧ импульсов осциллятора G, и шунтирует вход LC-фильтра (1). Эффективность работы устройства проверена многочисленными экспериментами на установке по 3D-печати тугоплавких металлов.
Claims (1)
- Индуктивно-емкостный фильтр, состоящий из синфазного дросселя и шунтирующих конденсаторов, стоящих на входе и выходе фильтра, отличающийся тем, что гашение паразитных выбросов напряжения производится газовым разрядником, включенным в цепь последовательно с конденсатором, стоящим на входе фильтра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113962A RU2741069C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Индуктивно-емкостный фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113962A RU2741069C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Индуктивно-емкостный фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2741069C1 true RU2741069C1 (ru) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020113962A RU2741069C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Индуктивно-емкостный фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2741069C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3489832A (en) * | 1967-04-28 | 1970-01-13 | Allied Chem | Continuous spinning and drawing of polycaproamide yarn |
DE2423646A1 (de) * | 1973-05-18 | 1974-11-28 | Post Office | Ueberspannungsableiter |
EP0855756B1 (de) * | 1997-01-27 | 2002-07-24 | HUBER & SUHNER AG | EMP-Ableiter |
RU2251191C2 (ru) * | 2002-11-15 | 2005-04-27 | Корпорация "Самсунг Электроникс" | Устройство защиты аппаратуры от импульсных перенапряжений |
RU178865U1 (ru) * | 2017-06-14 | 2018-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет", ФГБОУ ВО "РГРТУ" | Индуктивно-резистивный защитный элемент |
RU193304U1 (ru) * | 2019-03-21 | 2019-10-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Фильтр входной помехоподавляющий |
-
2020
- 2020-04-03 RU RU2020113962A patent/RU2741069C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3489832A (en) * | 1967-04-28 | 1970-01-13 | Allied Chem | Continuous spinning and drawing of polycaproamide yarn |
DE2423646A1 (de) * | 1973-05-18 | 1974-11-28 | Post Office | Ueberspannungsableiter |
EP0855756B1 (de) * | 1997-01-27 | 2002-07-24 | HUBER & SUHNER AG | EMP-Ableiter |
RU2251191C2 (ru) * | 2002-11-15 | 2005-04-27 | Корпорация "Самсунг Электроникс" | Устройство защиты аппаратуры от импульсных перенапряжений |
RU178865U1 (ru) * | 2017-06-14 | 2018-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет", ФГБОУ ВО "РГРТУ" | Индуктивно-резистивный защитный элемент |
RU193304U1 (ru) * | 2019-03-21 | 2019-10-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Фильтр входной помехоподавляющий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10630205B2 (en) | Resonant inverter | |
US20080246459A1 (en) | Common-Mode Surge Suppression | |
US3996537A (en) | Noise suppression filter | |
RU2741069C1 (ru) | Индуктивно-емкостный фильтр | |
US4760356A (en) | Power line filter | |
CN212137542U (zh) | 抗电磁干扰的电路 | |
WO1998054812A1 (en) | Telephone and data overvoltage protection apparatus including a longitudinal transformer | |
RU193304U1 (ru) | Фильтр входной помехоподавляющий | |
WO2016031299A1 (ja) | 医療装置 | |
RU2381614C1 (ru) | Сетевой фильтр (варианты) | |
US9356504B2 (en) | Power supply with interference suppression, and method for operating a power supply | |
WO2015177746A1 (en) | Active emi differential mode line filter | |
Paipodamonchai | A study of an active EMI filter for suppression of leakage current in motor drive systems | |
KR20030035518A (ko) | 서지 보호 회로 및 이를 갖는 교류-직류 전원 장치 | |
RU2733877C1 (ru) | Устройство для возбуждения и стабилизации сварочной дуги | |
US5739732A (en) | AC noise spike suppression circuit with parallel back-to-back fast diodes | |
JP3053334U (ja) | 広帯域ノイズフィルター | |
US11509212B2 (en) | Switched-mode power supply with voltage limitation | |
CN216290851U (zh) | 一种π型滤波电路 | |
EP4350965A1 (en) | Current injection type active filter and circuit | |
CN110299833B (zh) | 一种抑制Buck变换器共模传导干扰的共模电压对消方法及电路 | |
JPH0632790Y2 (ja) | インバ−タ装置用フィルタ | |
RU81858U1 (ru) | Сетевой фильтр | |
KHELLADI et al. | Design And Behavioral Study Of EMI Filter Intended For Aeronautical Application | |
JPH0677756A (ja) | ノイズフィルタ |