[发明专利]一种电校正元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气系统中功率因数校正和电气宽频段滤波的装置。

背景技术

为了减少对有关电力系统中电气设备的损坏或不当操作，在电力系统中过滤掉不需要的谐波频率（harmonic frequencies）和降低当前的高频电压是有帮助的。在像渔船这样的封闭电气系统中，颠簸会增加燃油消耗，从而产生所消耗量的能量，进而在所有电气系统中产生热，热量传到系统本身和与系统相连的电气设备上。

美国专利文献US 3,555,291披露了一种用于交流电源系统、为整流装置（converter installations）设计的谐波滤波器，该谐波滤波器具有多个调到所需谐波频率的普通的LC并联过滤器（LC shunt filters）。专利文献US 3,555,291利用阻尼来减少并联谐振的影响并且此系统还能包括用于功率因数校正的静电电容器。此系统进一步包括一种滤波器，该滤波器和与感应器（inductance）并联的电阻器一起作为LC滤波器，该滤波器在谐振频率进行调整以提供阻尼，从而可产生并联谐振（parallel resonance）。本体系中的电阻器提供阻尼以降低在并联谐振条件下的振幅。

发明内容

本发明的客体是提供一种改进的装置及方法。

本发明的客体是通过权利要求中的特征和/或下面描述的本发明的各方面来实现的。

本发明特别优选的是提供一种能大大降低当电力系统（power systems）的频率高于110Hz时的电压和电流和/或提升功率因数的装置，所述电力系统的额定频率为10Hz到60Hz。

特别地，本发明的电校正元件及降低寄生频率（undesired frequencies）的电压和电流的方法是通过将无功功率输入系统来提升功率因数。本发明所述装置（下面也称为电校正元件）的优选实施例提供了包括感应器和电容器的一个组合，在这种组合中，低通滤波器（low pass filter）与带阻滤波器（band-stop filter）元件串联连接，该带阻滤波器也可用作功率因数校正元件，所述电校正元件以与负载并联的方式接入系统。

所述电校正元件可降低载波频率上寄生频率的电压从而减少电力系统中热的形成。由于所述带阻滤波器是串联连接在所述低通滤波器之后，高频被引入所述低通滤波器并在此被消除，但低频范围的失真是在所述带阻滤波器中被校正或消除的。将第五谐波频率导向所述带阻滤波器元件从而使寄生频率的电压施加到第五谐波。由于所述带阻滤波器是串联连接在所述低通滤波器之后，高频被引入所述低通滤波器并在此被消除。本发明所述的带阻滤波器元件被设计为电容器以三角形方式连接，而感应器元件（反应器）是以星型方式（或Y型）连接。

所述带阻滤波器最好是加载应降低的调谐频率（tuned frequency），例如将250Hz加载到额定功率为50Hz的系统上。这样250Hz的电流就成为更高频率电压的载体，例如从10³ Hz 到 10¹⁰ Hz，这在低通滤波器中就大大降低了。

本发明的第一个方面是为电气系统提供电校正元件。所述电校正元件包括低通滤波器和带阻滤波器元件，其中所述带阻滤波器元件与所述低通滤波器串联连接，并且所述电校正元件与系统上的负载为并联连接。

本发明的第二个方面是为降低寄生频率的电压和提升电力系统的功率因数而提供一种方法，所述方法包括紧邻系统中的主负载设置电校正元件，所述电校正元件包括低通滤波器和带阻滤波器元件。所述带阻滤波器元件与所述低通滤波器串联连接，并且所述元件与所述系统上的负载并联连接。

组合滤波器的工作频率优选为110 Hz 到 10¹⁰ Hz，优选为110 到 10⁹Hz, 或 从250 到10⁸Hz, 或从 110 到 10⁸Hz, 或从250 到 10⁹Hz, 或从110 到10⁷Hz,其中无功功率元件的工作频率根据电力系统的额定频率的不同优选范围为从10 Hz到400 Hz。

在本发明的实施例中的电校正元件也可用作带阻滤波器元件，其失谐接近应消除的频率，例如在第五谐波接近250Hz（为额定功率是50Hz的系统）。