有源濾波器的基本原理

有源濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點。

有源濾波器的基本原理如圖1-1所示：檢測補償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大，得出補償電流，補償電流與負(fù)載電流中要補償?shù)闹C波及無功等電流抵消，終得到期望的電源電流。

圖1-1 有源濾波器基本原理

1.2 有源濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

圖2-1為有源濾波器的系統(tǒng)框圖。圖中，es表示交流電源，負(fù)載為諧波源，它產(chǎn)生諧波并消耗無功。有源濾波器系統(tǒng)由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路。其中指令電流運算電路的核心是檢測出補償對象電流中的諧波和無功等電流分量。補償電流發(fā)生電路的作用是根據(jù)指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號，產(chǎn)生實際的補償電流，它由電流跟蹤控制電路、驅(qū)動電路和主電路三個部分構(gòu)成。主電路目前均采用PWM變流器。

圖2-1  有源濾波器系統(tǒng)框圖

圖2-2為三相四線制有源濾波器的系統(tǒng)原理圖。圖中e a 、e b 、e c 為交流電源，諧波電流源為非線性負(fù)載，L sa 、L sb 、L sc  、L sn分別代表四相的電網(wǎng)阻抗。而有源濾波器主要由以下幾部分組成，指令運算電路，電流跟蹤控制電路，驅(qū)動電路以及主電路。其中指令運算電路的主要任務(wù)是按照要求檢測出負(fù)載電流中的諧波、無功以及負(fù)序分量。電流跟蹤控制電路，驅(qū)動電路以及主電路合在一起可以稱為補償電流發(fā)生電路，它的主要作用是根據(jù)指令運算電路得出的補償指令，產(chǎn)生實際的補償電流。主電路主要由IGBT 構(gòu)成的電壓型PWM變流器，以及與其相連的電感和直流側(cè)電容組成。