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APF經(jīng)耦合變壓器串接入電力系統(tǒng),可等效為一個受控電壓源。主要優(yōu)點是補償電網(wǎng)諧波電壓和三相不平衡電壓,消除電壓型諧波源負載對系統(tǒng)的影響,以及系統(tǒng)側(cè)電壓諧波與電壓波動對敏感負載的影響。
但是,串聯(lián)型有源濾波器損耗較大,且各種保護電路也較復雜;同時串聯(lián)型有源電力濾波器應(yīng)用在直流系統(tǒng)中時,耦合變壓器的系統(tǒng)接入側(cè)很容易出現(xiàn)直流磁飽和問題,所以只在交流系統(tǒng)中采用。
有源電力濾波器能解決變頻器在應(yīng)用中給電機帶來影響:
電動機的效率降低和溫升的問題
不論那種形式的變頻器,在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機在非正弦電壓、電流下運行。據(jù)資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u 1(u為調(diào)制比),高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,z為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%-20%。
有源濾波電路和無源濾波的區(qū)別及識別方法
經(jīng)典濾波的概念,是根據(jù)傅里葉分析和變換提出的一個工程概念。根據(jù)高等數(shù)學理論,任何一個滿足一定條件的信號,都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說,就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的,組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過,而阻止另一部分頻率成分通過的電路,叫做經(jīng)典濾波器或濾波電路。
有源濾波電路的負載不影響濾波特性,因此常用于信號處理要求高的場合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運放組成,因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用,同時還可以進行放大。但電路的組成和設(shè)計也較復雜。有源濾波電路不適用于高電壓大電流的場合,只適用于信號處理。