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有源滤波器的结构和基本原理

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人气:-发表时间:2017-12-21 14:57【

  并联型有源滤波器的基本工作原理可以表述为:通过电压和电流传感器检测补偿对象(非线性负载)的电压和电流信号,然后经指令电流运算单元计算出补偿电流的指令信号,再经PWM控制信号单元将其转换为PWM指令,控制逆变器输出与负载中所产生的谐波或无功电流大小相等、相位相反的补偿电流,最终得到期望的电源电流,原理框图如图所示。

有源滤波器原理框图

  有源滤波器的主要作用是缓冲基波和谐波的能量,并按一定规律输入输出电压或电流,因此有源滤波器的主电路有四象限变流器其储能环节组成。按照有源电力滤波器的主电路形式分类,根据其直流侧储能元件的不同可分为电压型和电流型,如图所示。

pwm

  电压型变流器的储能环节采用电容器,直流侧电压经过闭环控制保持基本不变,可等效为一个可控电压源。它的控制方法是根据要求控制输出电压,使之与电源电压在输出端电抗器相减而得到所需要的补偿电流。电压型变流器具有电路结构简单、对半导体器件要求不高、能量损耗小、控制易于实现等优点。但它存在一个严重的缺点:由于直流侧为电容,一旦发生某个桥臂短路,就会造成直流贯通短路,所以电压型变流器可靠性相对较低,必须在软硬件上采取保护措施,即同一桥臂的上、下元件必需保持互锁关系,并有死区封锁时间。

  电流型有源滤波器的变流器的储能环节是电感元件,经闭环控制保持直流侧电流基本不变,可等效为一个可控的电流源。它是将直流电流调制成一个脉冲列,再通过交流输出端上的交流滤波器解调成所要求的电流。其直流侧电流应与最大补偿电流相匹配。由于电流型变流器直流侧的储能元件是电感,故在装置发生贯穿短路等故障时,有限制故障电流急剧增加的作用。

有源滤波器


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