有源滤波器是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术,制成的新型电力谐波治理设备。它的两大组成部件是指令电流运算电路和补偿电流发生电路。指令电流运算电路能对线路中的电流进行实时监控,同时会将模拟电流信号转换为数字信号,经由高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,达到将谐波与基波分离的效果,并以脉宽调制(PWM)信号的形式向补偿电流发生电路输送驱动脉冲,同时驱动IGBT或IPM的功率模块,以生成与电网谐波电流幅值相等且极性相反的补偿电流注入电网,再利用补偿电流对谐波电流进行补偿或抵消,终达成主动消除电力谐波的作用。二阶低通滤波器的通带增益.江苏高压有源滤波
电力系统中非线性负荷大量增加,比如非线性的逆变器、整流器、开关电源等等,由此带来的谐波和无功问题愈来愈严重,俗称谐波污染,这对于电力系统的稳定性、通信安全性以及用电器安全是个必须要解决的挑战。谐波污染,即是噪声,在中学我们就学过,抑制噪声要从传播源、传播途径和接受源这三个途径着手,因为用电器千差万别,所以针对谐波污染问题主要有两种解决方法:①传播源:对逆变器、整流器等谐波产生电力电子装置进行改造,从拓扑结构和控制算法入手;②传播途径:设计谐波抑制装置,对谐波源产生的进行抑制或消除。谐波抑制装置也称滤波器,分为无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器很好理解,比如电感使得串联电流不能突变,电容使得并联电压不能突变,这样便能消除尖峰谐波,由RLC的拓扑组成的一系列拓扑结构统称无源滤波器。虽然它结构简单,但是它的缺点也出来了,首先是体积大,其次是只能抑制谐波,并不能消除谐波污染。浙江有源滤波器原理图无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。
由于放大器需要电源,所以被称有源滤波器。顾名思义该装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!
无源滤波器由LC等被动元件组成,将其设计为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道;而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备,检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流,补偿后的源电流几乎为弦波,其行为模式为主动式电流源输出。 (2)阻抗影响 无源滤波器受系统阻抗影响严重,存在谐波放大和共振的危险;而有源滤波不受影响。 (3)频率影响 无源滤波器谐振点偏移,效果降低;有源滤波器不受影响。 (4)负载影响 无源滤波器可能因为超载而损坏;有源滤波器无损坏之危险,谐波量大于补偿能力时,发生补偿效果不足而已。无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化;有源滤波器不受负载变化影响。 (5)设备造价 无源滤波器较低;有源滤波器比较高。由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过。
串联型电力有源滤波器(简称SAPF)是为解决用户端供电电压中存在的电能质量问题而设计的一种有源滤波器.它利用PWM逆变器产生与电网畸变电压大小相等,方向相反的脉宽调制波,经低通滤波器(简称LPF)滤除开关纹波后通过变压器串联在电网中,以达到稳定负载端电压,改善电能质量的目的.目前研究主要集中在控制方法和波形瞬时畸变的实时检测上,对LPF涉及很少,而LPF的好坏会影响SAPF能否正常应用.研究发现对于不同的频率,LPF在SAPF中作用的电路结构并不相同,因此传统的LPF设计方法并不完全实用.在深入研究的基础上,文中提出了一套分频段的LPF设计和参数优化方法.高通滤波器性能与低通滤波器相反,其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系。浙江有源滤波器原理图
无源滤波器只能滤除某频率范围内的谐波。江苏高压有源滤波
源滤波与无源滤波区别:1、无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联;有源滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。2、无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。可动态滤除各次谐波,对系统内的谐波能够完全吸收;不会产生谐振。通带内的信号不仅没有能量损耗,而且还可以放大,负载效应不明显,多级相联时相互影响很小,利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽。江苏高压有源滤波
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