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有源濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置,它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償。例有的負(fù)載首要以3,6,9次諧波為主,而有些負(fù)載諧波很豐厚,有2~60次諧波,或許以上次諧波都有。之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源(用以補(bǔ)償主電路的諧波),其應(yīng)用可克服LC無源濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償,而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功。
電力有源濾波器(APF)的原理:有源電力濾波器(APF)是通過電流互感器檢測負(fù)載電流,并且通過內(nèi)部的計(jì)算提取出有關(guān)負(fù)載電流的諧波成分。然后通過信號的發(fā)送給內(nèi)部控制逆變器,從而產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載電流大小相等但是方向相反的諧波電流。
有源濾波器APF的作用:1、濾除電流諧波;2、改善系統(tǒng)不平衡狀況;3、抑制電網(wǎng)諧振不會(huì)與電網(wǎng)發(fā)生諧振;4、具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護(hù)功能。
有源電力濾波器能解決變頻器在應(yīng)用中給電機(jī)帶來影響:
電動(dòng)機(jī)的效率降低和溫升的問題
不論那種形式的變頻器,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)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(huì)引起電動(dòng)機(jī)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?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)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(dǎo)條后,便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。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(shí)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。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(huì)使電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)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%。
APF有源濾波器技術(shù)特點(diǎn):
1、APF內(nèi)部均采用國際zhu名品牌、性能先進(jìn)的元器件。
2、獨(dú)立于電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗之外,不受電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響,不發(fā)生諧振與諧波電壓放大,安全性好。
3、控制器采用了DSP和FPGA芯片,采用矢量篩選技術(shù),可全部濾除2次到50次諧波,或選擇濾除特定次數(shù)諧波。
4、內(nèi)置諧波補(bǔ)償、無功補(bǔ)償、不平衡補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能,用戶可自行設(shè)定選擇補(bǔ)償功能。
5、裝置永不過流,在濾波的同時(shí),能完全避免過補(bǔ)償??筛鶕?jù)負(fù)荷變化,自動(dòng)合理限制補(bǔ)償電流,既具有良好的補(bǔ)償性能,又可保證裝置安全可靠工作。