有源電力濾波器(apf)-展示頁
2025-06-28 13:34本頁面
【正文】 ，無源濾波器的濾波效果往往不夠理想。無源濾波器（PF:Passive Filter）也稱為LC濾波器，是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成的濾波裝置。減小諧波影響的技術(shù)措施可以從兩方面入手：一是從諧波源出發(fā)，減少諧波的產(chǎn)生；二是安裝濾波裝置。有源電力濾波器（APF）引言諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對于電力系統(tǒng)運行是一種“污染”，它們降低了系統(tǒng)電壓正弦波形的質(zhì)量，不但嚴重地影響電力系統(tǒng)自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統(tǒng)。近半個世紀以來，隨著電力電子設(shè)備的推廣應(yīng)用，非線性負荷的迅速增加(例如電氣機車、工業(yè)電爐等的應(yīng)用)，特別是高壓直流輸電的運用，諧波污染問題日趨嚴重，并因此受到人們普遍的關(guān)注和重視。常見的濾波器包括無源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無源濾波器的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，其設(shè)計方法穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單，但其濾波效果依賴于系統(tǒng)阻抗特性，并容易受溫度漂移、網(wǎng)絡(luò)上諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負荷的影響。與無源濾波器對應(yīng)的是有源濾波器（APF:Active Power Filter）。有源電力濾波器有著無源濾波器無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，因此越來越受到人們的關(guān)注。文中描述了通過向交流電源注入三次諧波電流以減少電源中的諧波，改善電源電流波形的新方法。確定了主電路的基本拓撲結(jié)構(gòu)和控制方法，從原理上闡明了有源電力濾波器是一理想的諧波電流發(fā)生器，并討論了實現(xiàn)方法和相應(yīng)的控制原理，奠定了有源電力濾波器的基礎(chǔ)。進入20世紀80年代以來，新型半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，PWM技術(shù)的發(fā)展，“三相電路瞬時無功功率理論”，以該理論為基礎(chǔ)的諧波和無功電流檢測方法在三相有源電力濾波器中得到了成功的應(yīng)用，極大促進了有源電力濾波器的發(fā)展。有源電力濾波器是近年來電力電子領(lǐng)域的熱門話題。有源電力濾波器的基本思想如圖所示在圖中，諧波源一般是非線性負載，如整流器等，產(chǎn)生諧波電流，供電系統(tǒng)一般為被保護對象；有源濾波器表現(xiàn)為流控電流源，它的作用是產(chǎn)生和諧波源諧波電流大小相等方向相反的補償電流來達到消除諧波的目的。（1）根據(jù)接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器可以分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和串并聯(lián)型三大類。串聯(lián)型有源濾波器經(jīng)耦合變壓器串接入電力系統(tǒng)，如圖2所示，其可等效為一個受控電壓源，主要是消除電壓型諧波以及系統(tǒng)側(cè)電壓諧波與電壓波動對敏感負載的影響。與并聯(lián)型有源電力濾波器相比，由于串聯(lián)型有源電力濾波器中流過的是正常負荷電流，因此損耗較大；此外，串聯(lián)型有源電力濾波器的投切、故障后的退出及各種保護也較并聯(lián)型有源電力濾波器復(fù)雜。并聯(lián)型有源電力濾波器與系統(tǒng)并聯(lián)等效為一個受控電流源，如圖3所示。并聯(lián)型有源電力濾波器主要適用于電流源型感性負載的諧波補償，技術(shù)上已相當(dāng)成熟，工業(yè)上已投入使用的有源電力濾波器多采用此方案。但是當(dāng)單獨使用并聯(lián)型有源電力濾波器來濾除諧波時，有源電力濾波器容量要求很大，這樣會帶來一系列的問題，如工程造價高、電磁干擾、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及高的功率損耗等。它綜合了串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu)，共同組成一個完整的用戶電力裝置來解決電能質(zhì)量的綜合問題。并聯(lián)變流器起到補償電流諧波不平衡、補償負荷的無功、調(diào)節(jié)變流器直流側(cè)電壓的作用。這種結(jié)構(gòu)即可用于三相系統(tǒng)，又可以用于單相系統(tǒng)。（2）根據(jù)接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器還可以分為直接接入和通過無源濾波器間接接入電網(wǎng)兩種方式。這種濾波器結(jié)構(gòu)目前非常普遍，因為它并聯(lián)的LC無源濾波器部分消除了大量的低次諧波，因而有源濾波器部分容量可以做到很?。ㄘ摵扇萘康?%左右），這樣大大減少了有源濾波器的體積和成本。但是這種結(jié)構(gòu)的濾波器的缺點在于只能針對特定負荷進行補償，負荷運行狀況變化較大的時候補償性能不好。電流型有源電力濾波器由一個大電感充當(dāng)一個非正弦的電流源來提供
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