Синусный фильтр (СФ) является на сегодняшний день широко распространенным компонентом электрических схем, содержащих источники импульсного напряжения, например, преобразователи частоты (ПЧ) [1–5]. Электрическая принципиальная схема СФ, его назначение, свойства и применение описаны в [6]. СФ обеспечивает электромагнитную совместимость ПЧ и нагрузки, например, электродвигателя переменного тока (ЭДПТ). Частотно-регулируемый электропривод за счет целенаправленного изменения частоты f1 основной гармоники напряжения на выходе ПЧ позволяет формировать пускотормозные режимы ЭДПТ, а также обеспечивает его работу в широком диапазоне скоростей вращения. Свойством СФ является невозможность обеспечения одинакового качества (суммарного коэффициента гармонических составляющих [7]) выходного напряжения во всем диапазоне f 1. Это связано с наличием в амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) СФ максимума (пика усиления выходного напряжения относительно входного) при резонансной частоте f рез.
Пусть имеем ПЧ с диапазоном регулирования f 1 = 0…50 Гц, оснащенный СФ с f 1 = 195 Гц. Несущая частота широтноимпульсной модуляции (ШИМ) ПЧ f шим = 1000 Гц. Частоты высших гармоник напряжения могут совпадать с f рез при некоторых значениях пониженной f 1 (табл. 1). При этом форма напряжения на выходе СФ искажается колебаниями на частоте, близкой к f рез. Влияние несинусоидальности напряжения не ограничивается ростом потерь в элементах электрической схемы. Гармоники питающего напряжения вызывают пульсации электромагнитного момента ЭДПТ, например, случай для асинхронного трехфазного двигателя описан в [8] (табл. 1). Выбор конденсаторов для фильтров освещен в [9].
При испытаниях трансформаторов (Т) проводят опыты холостого хода и короткого замыкания (КЗ), в ходе которых на испытуемый Т нужно подавать переменное напряжение синусоидальной формы номинальной частоты [10]. ПЧ используются в качестве регулируемых источников питания при испытаниях электротехнического оборудования [11]. С целью преодоления противоречия между импульсной формой выходного напряжения ПЧ, формируемого по принципу ШИМ, и необходимостью подавать на испытуемый Т синусоидальное напряжение, к выходу ПЧ подключают СФ.