高通和低通濾波器對諧波檢測電路檢測(參考版)
2025-07-10 16:18本頁面
【正文】 本文的仿真研究能為基于瞬時無功功率理論的一些諧波檢測電路的設(shè)計提供指導(dǎo)。實際應(yīng)用中應(yīng)該視諧波補償要求、補償波形、使用場合和可實現(xiàn)性來選擇濾波器類型和參數(shù)。本文通過所推導(dǎo)的基于瞬時無功功率理論的一種諧波電流檢測方法，借助于MATLAB仿真軟件，就其檢測電路中的高通和低通濾波器對諧波電流檢測效果的影響作了仿真研究。6 結(jié)束語 目前，在三相有源電力濾波器所采用的諧波檢測方法中，基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法是最成熟和最有效的方法。正是上述原因，實際在基于瞬時無功功率理論的諧波電流檢測電路中多采用LPF，盡管這要多用三個減法器。此外，由于HPF的設(shè)計一般必須要先經(jīng)過頻率變換，把HPF的技術(shù)要求轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的LPF的技術(shù)要求，然后再用一些近似方法逼近LPF的技術(shù)要求，最后再把低通近似函數(shù)轉(zhuǎn)換為所要求的高通近似函數(shù)?？紤]到綜合效果的實現(xiàn)簡單，在諧波電流檢測電路中，一般選Butterworth濾波器較好。以上結(jié)果與理論分析基本一致。如果截止頻率大一些，無論對采用LPF還是HPF的檢測電路，用Elliptic濾波器的檢測精度最好，Chebychew濾波器次之，Butterworth稍差一些，Bessel濾波器最差，這是由濾波器阻帶的衰減特性決定的。常用的濾波器有Butterworth、Chebychew、Bessel和Elliptic濾波器等。此外，比較圖5和圖6得知，濾波器的階數(shù)對采用HPF的電路影響更大一些，且階數(shù)越高影響越大。所以，確定濾波器階數(shù)時，既要考慮諧波電流檢測精度，又要兼顧動態(tài)響應(yīng)過程和可實現(xiàn)性。分別與圖3c和圖4c相比，雖然fc是一樣的，但動態(tài)響應(yīng)過程明顯變慢，特別是對采用HPF的檢測電路?！ PF和LPF階數(shù)的選取對諧波電流檢測電路的檢測效果影響也很大。要兼顧動態(tài)響應(yīng)過程，也應(yīng)考慮諧波電流檢測精度。所以，諧波電流檢測精度和動態(tài)響應(yīng)過程是矛盾的。fc取得大，盡管由于時延小可以加快檢測電路的動態(tài)響應(yīng)過程，但容易造成檢測波形失真，影響諧波電流檢測精度。圖3 對采用HPF的電路的研究(a)fc=10Hz (b)fc=60Hz (c)fc=20Hz Study on the circuit adopting HPF圖4 對采用LPF的電路的研究(a)fc=10Hz (b)fc=60Hz (c)fc=20Hz Study on the circuit adopting LPF 仿真結(jié)果說明，無論是對HPF還是LPF，其fc的選取對諧波電流檢測電路的檢測效果都有很大影響?？梢?，對HPF電路大約經(jīng)過一個半周期，檢測波形就能跟上實際波形的變化，而對LPF電路大約只需一個周期。說明fc取得太大，所以，應(yīng)該減小fc。圖3b和圖4b分別是當(dāng)fc為60Hz時iah的波形。盡管采用LPF電路的動態(tài)響應(yīng)過程略快一些，大約只需要兩個半周期，但相對來說動態(tài)響應(yīng)過程還是慢的。為了便于比較，圖
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