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2025-05-13 22:23 本頁(yè)面
【正文】 第六章 電力有源濾波器 ? 電力有源濾波器（ APF)的基本原理 ? 電力有源濾波器 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和主電路 ? 并聯(lián)型和并聯(lián)混合型 APF ? 串聯(lián)型和串聯(lián)混合型 APF ? 串并聯(lián)型 APF（ UPQC) 電力有源濾波器的基本原理 ? 電力有源濾波器 (APF)： 動(dòng)態(tài)抑制諧波 、補(bǔ)償無(wú)功 。 新型電力電子裝置 。 ? 并聯(lián)型 APF系統(tǒng)構(gòu)成： ? 非線性負(fù)載為諧波源 ， 產(chǎn)生諧波并消耗無(wú)功 。 ? 指令電流運(yùn)算電路： 檢測(cè)出補(bǔ)償對(duì)象電流中的諧波和無(wú)功等分量 。 ? 圖 7－ 1 ? 補(bǔ)償電流發(fā)生電路： 根據(jù)指令信號(hào)產(chǎn)生補(bǔ)償電流 。 包括：電流跟蹤控制 ，驅(qū)動(dòng)和主電路 。 ? 主電路采用 PWM變流器 ， 產(chǎn)生補(bǔ)償電流時(shí)主要作為逆變器 。 ? 工作過(guò)程： 檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電壓和電流 ，經(jīng)指令運(yùn)算電路得出補(bǔ)償電流的指令信號(hào) ， 經(jīng)補(bǔ)償電流發(fā)生電路放大 ， 得出補(bǔ)償電流 ， 與負(fù)載電流中的諧波和無(wú)功電流抵消 ， 得到期望的電源電流 。 ? 若只補(bǔ)償負(fù)載諧波電流： 將 iLh反極性作為補(bǔ)償電流的指令信號(hào) iC* 。 LfCLSLh*CCLhLfLiiiiiiiiii????????? 補(bǔ)償電流 iC與 iLh大小相等方向相反 ， 相互抵消 ， 使電源電流 iS只含基波 ， 不含諧波 。 ? 若諧波和無(wú)功同時(shí)補(bǔ)償： LpCLSLhLq*CCLhLqLpL)(iiiiiiiiiiii??????????? 補(bǔ)償電流 iC與 iLq+iLh大小相等方向相反相互抵消 ， 使電源電流 iS只含基波有功分量 。 ? 對(duì)不對(duì)稱三相電路的 負(fù)序電流 等補(bǔ)償同樣適用 。 電力有源濾波器的特點(diǎn) ? APF可對(duì)頻率和大小都變化的諧波和變化的無(wú)功功率實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償 。 響應(yīng)速度極快 。 ? 可同時(shí)對(duì) 諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償 ， 并且補(bǔ)償無(wú)功大小可以連續(xù)調(diào)節(jié) 。 ? 補(bǔ)償無(wú)功不需要儲(chǔ)能元件 ， 補(bǔ)償諧波時(shí)所需儲(chǔ)能元件容量也不大 。 ? 即使補(bǔ)償對(duì)象電流過(guò)大 ， APF也不會(huì)發(fā)生過(guò)載 ， 并能正常發(fā)揮作用 。 電力有源濾波器的特點(diǎn) ? 受電網(wǎng)阻抗影響不大 ， 不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振 。 ? 能跟蹤電網(wǎng)頻率變化 ， 補(bǔ)償性能不受頻率變化影響 。 ? 既可以對(duì)一個(gè)諧波和無(wú)功源單獨(dú)補(bǔ)償 ， 也可以對(duì)多個(gè)集中補(bǔ)償 。 電力有源濾波器的系統(tǒng) 構(gòu)成和主電路形式 ? 并聯(lián)型 APF是最早最基本的結(jié)構(gòu) 。 現(xiàn)派生有多種類型 。 ? APF的萌芽 ： 1969年論文報(bào)道 ， 向電網(wǎng)注入 三次諧波電流 來(lái)減少電源電流中的諧波成分 。 ? 1971年論文報(bào)道 ， 完整描述了 電力有源濾波器的基本原理 。 電力有源濾波器的系統(tǒng) 構(gòu)成和主電路形式 ? 1976年提出了采用 PWM控制變流器構(gòu)成的 APF ,確立了 電力有源濾波器的基本概念 ，基本拓?fù)浜涂刂品椒?。 將 PWM變流器視為補(bǔ)償電流發(fā)生器 ， 但仍局限于實(shí)驗(yàn)室 。 ? 進(jìn)入 80年代 ， APF的研究逐漸活躍 ， 研究熱點(diǎn) 。 重大突破： 1983年赤木泰文等提出了 “ 三相電路的瞬時(shí)無(wú)功功率理論 ” ， 基于此理論的檢測(cè)方法成功應(yīng)用于 APF。 電力有源濾波器的系統(tǒng) 構(gòu)成和主電路形式 ? 目前 ， 三相電路的瞬時(shí)無(wú)功功率理論被認(rèn)為是 APF的主要理論基礎(chǔ)之一 。 ? 并聯(lián)型 APF最早單獨(dú)使用 。 后來(lái)提出了 串聯(lián)型 、 串聯(lián)混合型 、 并聯(lián)混合型 APF， 適應(yīng)不同的補(bǔ)償對(duì)象 ， 提高性能 ， 減小容量 。 ? 圖 7－ 2 單獨(dú)使用的 APF的系統(tǒng)構(gòu)成 ? 根據(jù)接入電網(wǎng)的方式，分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩大類。兩者又細(xì)分，各有特點(diǎn)。 一、 單獨(dú)使用的并聯(lián)型 APF ? 與 APF并聯(lián)的一階高通濾波器（或使用二階），用于濾除 APF所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)頻率附近的諧波。 ? 并聯(lián)型：主電路與負(fù)載并聯(lián)接入電網(wǎng)。 ? 圖 7－ 3 單獨(dú)使用的并聯(lián)型 APF ? 單獨(dú)使用方式 ：補(bǔ)償電流基本上全由APF提供。 ? APF的最基本形式，目前應(yīng)用最多。主要用于： ? 只補(bǔ)償諧波； ? 只補(bǔ)償無(wú)功，連續(xù)可調(diào)； ? 補(bǔ)償三相不對(duì)稱電流； ? 補(bǔ)償供電點(diǎn)電壓波動(dòng)； ? 以上任意項(xiàng)組合。 單獨(dú)使用的并聯(lián)型 APF ? 主要缺點(diǎn) ：要求變流器容量大， 電源（電網(wǎng)）基波電壓 直接施加于變流器，補(bǔ)償電流基本全由變流器提供。 并聯(lián)混合型 APF ? 與 LC濾波器混合使用。 ? 克服并聯(lián)型要求容量較大的缺點(diǎn)。 ? LC無(wú)源 濾波器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。分擔(dān) APF的部分補(bǔ)償容量。 ? 兩者結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。 ? 兩種混合方式：并聯(lián)型 APF與 LC并聯(lián) 并聯(lián)型 APF與 LC串聯(lián) ? A
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