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有源電力濾波器工作原理
日期：2025-05-01 04:01
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摘要：
有源電力濾波器（APF：Active power filter）是一種用於動態抑製諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對於無源LC濾波器，隻能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流並進行各次諧波和無功的分離，控製並主動輸出電流的大小、頻率和相位，並且快速響應，抵消負載中相應電流，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。
薩頓斯有源電力濾波器通過電流互感器檢測負載電流，並通過內部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然後通過PWM信號發送給內部IGBT,控製逆變器產生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網中，達到濾波的目的。
指令電流檢測電路的功能主要是從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然後將其反極性作用後發生補償電流的指令信號。電流跟蹤控製電路的功能是根據主電路產生的補償電流，計算出主電路各開關器件的觸發脈衝，此脈衝經驅動電路後作用於主電路。這樣電源電流中隻含有基波的有功分量，從而達到消除諧波與進行無功補償的目的。根據同樣的原理，電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負序電流分量進行補償。
有源電力濾波器的主電路一般由PWM逆變器構成。根據逆變器直流側儲能元件的不同，可分為電壓型有源濾波器(儲能元件為電容)和電流型有源濾波器(儲能元件為電感)。電壓型有源濾波器在工作時需對直流側電容電壓控製，使直流側電壓維持不變，因而逆變器交流側輸出為PWM電壓波。而電流型有源濾波器在工作時需對直流側電感電流進行控製，使直流側電流維持不變，因而逆變器交流側輸出為PWM電流波。電壓型有源濾波器的優點是損耗較少，效率高，該電流在電感內阻上將產生較大損耗。
