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濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路
濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。它分為有源濾波和無源濾波。主要作用就是讓有用信號盡可能無衰減的通過,對無用信號盡可能大的衰減。
濾波器一般有兩個端口,一個輸入信號、一個輸出信號,利用這個特性可以將通過濾波器的一個方波群或復(fù)合噪波,而得到一個特定頻率的正弦波。
濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路,可使混合的交直流電流分開。電源整流器中,即借助此網(wǎng)路濾凈脈動直流中的漣波,而獲得比較純凈的直流輸出。罪基本的濾波器,是由一個電容器和一個電感器構(gòu)成,稱為L型濾波。所有各型的濾波器,都是集合L型單節(jié)濾波器而成?;締喂?jié)式濾波器由一個串聯(lián)臂及一個并聯(lián)臂所組成,串聯(lián)臂為電感器,并聯(lián)臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器,罪通用者為L型及π型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言,其電感抗XL與電容抗XC,對任一頻率為一常數(shù),其關(guān)系為XL·XC=K2。APF有源濾波器通過外部CT實(shí)時采集電流信號送至信號調(diào)理電路,然后再送至FPGA控制器。
故L型濾波器又稱為K常數(shù)濾波器。倘若一濾波器的構(gòu)成部分,較K常數(shù)型具有較尖銳的截止頻率(即對頻率范圍選擇性強(qiáng)),而同時對此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者,稱為m常數(shù)濾波器。所謂截止頻率,亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數(shù)濾波器,m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函數(shù)。每一m常數(shù)濾波器的阻抗與K常數(shù)濾波器之間的關(guān)系,均由m常數(shù)決定,此常數(shù)介于0~1之間。當(dāng)m接近零值時,截止頻率的尖銳度,但對于截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。罪合于實(shí)用的m值為0.6。至于那一頻率需被截止,可調(diào)節(jié)共振臂以決定之。m常數(shù)濾波器對截止頻率的衰減度,決定于共振臂的有效Q值之大小。若達(dá)K常數(shù)及m常數(shù)濾波器組成級聯(lián)電路,可獲得尖銳的濾波作用及良好的頻率衰減。鋼鐵/中頻加熱行業(yè)鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機(jī)、電弧爐等設(shè)備都會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響,使電容補(bǔ)償柜過載保護(hù)動作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴(yán)重、熔斷器頻繁熔斷等,甚至引起電壓跌落、閃變。
在購買有源濾波器時,有一個指標(biāo)很重要,那就是濾除諧波次數(shù)。我們知道每個用戶的負(fù)載特性時不一樣的,所以諧波頻譜分布是不一樣的。打個比方:有的負(fù)載主要以3,5,7次諧波為主;有的負(fù)載諧波很豐富,有2~25次諧波,或者以上次諧波都有。
目前市面上的眾多品牌的不同系列有源濾波器可以濾除諧波的次數(shù)都是不一樣的。有些有源濾波器只能濾除25次及以下次諧波治理,有些有源濾波器可以濾除50次以下諧波,這些指標(biāo)對于各廠家都不一樣的。濾除諧波次數(shù)越高的設(shè)備,價格相對越貴。
所以,當(dāng)您選擇有源濾波器的時候,一定要注意有源濾波器的濾除諧波次數(shù)這個指標(biāo),如果您選擇的有源濾波器可以處理的諧波次數(shù)不能覆蓋用戶的主要諧波,那么終的結(jié)果是諧波濾除效果不佳,甚至不能解決用戶濾除諧波治理的要求。
制藥廠的負(fù)載以變頻器為主,變頻器在運(yùn)行過程中極易產(chǎn)生大量高次諧波,諧波的存在會對供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾,主要有以下幾個具體危害:
1、縮短電力設(shè)備壽命
變頻器電流諧波的存在將會使變壓器的銅損增加,電壓諧波還將增加鐵損,使其溫度上升,影響絕緣能力。并且,變頻器諧波還容易引起變壓器繞組及線間電容之間的共振。
2、影響各電器元件的正常工作
變頻器輸出諧波對電動機(jī)的影響主要有:電機(jī)附加發(fā)熱會使電機(jī)產(chǎn)生額外升溫;產(chǎn)生機(jī)械震動、噪音及過電流。變頻器諧波還會使電力電容器發(fā)生過載、過熱甚至損壞。當(dāng)電容器與線路阻抗產(chǎn)生共振時會發(fā)生振動、短路、過電流及噪聲等情況。變頻器諧波電流的存在會使開關(guān)設(shè)備在啟動瞬間產(chǎn)生很大的電流變化,破壞絕緣能力。m常數(shù)濾波器對截止頻率的衰減度,決定于共振臂的有效Q值之大小。
有源電力濾波器的技術(shù)特點(diǎn)
有源電力濾波器(APF: Active Power
Filter)以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng),通過實(shí)時監(jiān)測負(fù)載的諧波和無功分量,采用PWM變換技術(shù),產(chǎn)生與諧波大小相等,
方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)抑制諧波的功能。
有源電力濾波器基本特點(diǎn)
實(shí)時跟隨、動態(tài)補(bǔ)償
采用基于瞬時無功功率理論的檢測技術(shù),實(shí)時檢測諧波電流,通過瞬時電流跟蹤控制,自動跟蹤電網(wǎng)諧波變化,具有高度可控性與快速響應(yīng)性。
優(yōu)異的濾波特性
濾波性能不受系統(tǒng)阻抗影響,無諧振風(fēng)險。
補(bǔ)償方式靈活
一機(jī)多用,即可濾除諧波電流,也可補(bǔ)償無功,提高功率因數(shù)。