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有源滤波器的基本原理_有源滤波器工作原理

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-24 09:52:59

有源电力滤波器,是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号,送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,将谐波与基波分离,并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲,驱动IGBT或IPM功率模块,生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。

技术优势绿色化

效率达97.2%,比效率为95%的有源滤波器年节约电能约6, 500kwh

效率更高的拓扑增强型控制算法

基于精确模型的热设计和结构优化

小型化

体积仅为同类主流品牌1/6,占用更少空间 ,

活适应不同的工况安装创新,壁挂式或机架式安装使用更少的原材料,保护环境

智能化

补偿指定次数谐波可调感性、容性无功补偿补偿系统不平衡负载自动检测、抑制系统谐振全功能监控系统

模块化

N+1冗余,显著提高系统可靠性流水线生产 , 更出色质量保证减少系统单故障点灵活并联,适应不同工况

功能特性

同时滤除2~50次谐波,或选择2~50次内任意次数谐波进行补偿 响应时间小于300μs

采用3DSP+CPLD全数字控制方式和国际知名品牌高速IGBT,闭环控制,精确滤除谐波

应用四相线技术,消除中性线电流

自动消除谐振,不受电网阻抗和系统阻抗变化影响 具有补偿谐波;同时补偿谐波和无功;同时补偿谐波,无功和负 载三相电流不平衡三种工作模式

电子式过负荷保护

逆变器控制具备了机器快速的FPGA,功率数字信号处理功能

模块化设计,易于扩展 多机并联集中监控功能 远程网络监控功能

维护方便,在符合要求的工作环境下工作,非机器故障无需维护

产品设计标准

国际标准

EN 50091-3, EN 61000-6-2, EN55011, EN 50178:1997, IEC 62040-3, IEC 50178:1997, AS 62040-3(VFI SS 111), CISPR11

国家标准

GB/T14549-93《电能质量:公用电网谐波》

GB/T15543-1995 《电能质量:三相电压允许不平衡度》

GB/T15945-1995 《电能质量:电力系统频率允许偏差》

GB/T12326-2000 《电能质量:电压波动和闪变》

GB/T12325-2003 《电能质量:供电电压允许偏差》

GB/T18481-2001 《电能质量:暂时过电压和瞬态过电压》

GB/T15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》

GB7625.11998 《低压电气电子产品发出的谐波电流限值》

GB 4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》

电压输入范围

额定工作电压为380V,可承受-40%~+20%的电压波动,频率为50/60Hz, 可承受+/-5%的频率波动,适应各种不同工况的电能质量环境。同时,如果电压波动超过上下限,机器自动闭锁输出,并 发出告警。

自动限流

自动限定在额定容量范围内100%输出,如果负载侧谐波电流大于机 器额定容量,机器会在额定容量内继续输出电流补偿谐波,不会发生过载导致自身超载或退出运行。

负载短路保护

可承受负载瞬间短路的冲击,在短路消除后重新启动。

并联独立控制

并联接入电网,不会因机器故障导致电网发生断电事故。多台YW-APF有源电力滤波器并联系统,如果一台因故障退出运行,剩余的 机器仍能正常工作实现滤波功能。

三相电流独立控制

各相电流独立控制,单相注入电流,不受系统三相电流不平衡影响,中性线滤波能力为相线的三倍。

IP防护等级及防雷保护

IP保护等级为IP20;防雷保护能力为20kA。

监控系统

系统具备快速、完全的故障自检功能,包括市电欠压或过压、母线 过压或过流、风扇故障、功率器件过温、输入保险丝熔断等各种故障自检,所有故障均通过LCD显示屏及LED运行状态灯发出告警信号,同时机器自动采取相对应的操作保护系统。 监控系统在供电或断电情况下可保存500条故障记录,便于分析原因 及排除故障。

无源滤波器和有源滤波器的区别有哪些?

滤波器原理是当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。

按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。

按所通过信号的频段分为低通、高通、带通、带阻和全通滤波器五种。

低通滤波器:它允许信号中的低频或直流分量通过,抑制高频分量或干扰和噪声;

高通滤波器:它允许信号中的高频分量通过,抑制低频或直流分量;

带通滤波器:它允许一定频段的信号通过,抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声;

带阻滤波器:它抑制一定频段内的信号,允许该频段以外的信号通过,又称为陷波滤波器。

全通滤波器:全通滤波器是指在全频带范围内,信号的幅值不会改变,也就是全频带内幅值增益恒等于1。一般全通滤波器用于移相,也就是说,对输入信号的相位进行改变,理想情况是相移与频率成正比,相当于一个时间延时系统。

按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。

根据滤波器的安放位置不同,一般分为板上滤波器和面板滤波器。

板上滤波器安装在线路板上,如PLB、JLB系列滤波器。这种滤波器的优点是经济,缺点是高频滤波效果欠佳。其主要原因是:

1、滤波器的输入与输出之间没有隔离,容易发生耦合;

2、滤波器的接地阻抗不是很低,削弱了高频旁路效果;

3、滤波器与机箱之间的一段连线会产生两种不良作用: 一个是机箱内部空间的电磁干扰会直接感应到这段线上,沿着电缆传出机箱,借助电缆辐射,使滤波器失效;另一个是外界干扰在被板上滤波器滤波之前,借助这段线产生辐射,或直接与线路板上的电路发生耦合,造成敏感度问题;

滤波阵列板、滤波连接器等面板滤波器一般都直接安装在屏蔽机箱的金属面板上。由于直接安装在金属面板上,滤波器的输入与输出之间完全隔离,接地良好,电缆上的干扰在机箱端口上被滤除,因此滤波效果相当理想。

滤波电抗器和滤波器的工作原理和选型是什么?

二、无源滤波器的分类无源滤波器主要可以分为两大类:调谐滤波器和高通滤波器。 2.1、调谐滤波器调谐滤波器包括单调谐滤波器和双调谐滤波器,可以滤除某一次(单调谐)或两次(双调谐)谐波,该谐波的频率称为调谐滤波器的谐振频率; 2.2、高通滤波器高通滤波器也称为减幅滤波器,主要包括一阶高通滤波器、二阶高通滤波器、三阶高通滤波器和c型滤波器,用来大幅衰减高于某一频率的谐波,该频率称为高通滤波器的截止频率。 三、无源滤波器和有源滤波器的区别无源滤波器和有源滤波器,存在以下的区别: 3.1、工作原理无源滤波器由LC等被动元件组成,将其设计为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道;而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备,检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流,补偿后的源电流几乎为纯正弦波,其行为模式为主动式电流源输出。 3.2、谐波处理能力无源滤波器只能滤除固定次数的谐波;但完全可以解决系统中的谐波问题,解决企业用电过程中的实际问题,且可以达到国家电力部门的标准;有源滤波器可动态滤除各次谐波。 3.3、系统阻抗变化的影响无源滤波器受系统阻抗影响严重,存在谐波放大和共振的危险;而有源滤波不受影响。 3.4、频率变化的影响无源滤波器谐振点偏移,效果降低;有源滤波器不受影响。 3.3、负载增加的影响无源滤波器可能因为超载而损坏;有源滤波器无损坏之危险,谐波量大于补偿能力时,仅发生补偿效果不足而已。 3.6、负载变化对谐波补偿效果的影响无源滤波器随着负载的变化而变化;有源滤波器不受负载变化影响。 3.7、设备造价无源滤波器较低;有源滤波器太高。 3.8、应用场合对比分析1.有源滤波容量单套不超过100KVA,无源滤波则无此限制; 2.有源滤波在提供滤波时,不能或很少提供无功功率补偿,因为要占容量;而无源滤波则同时提供无功功率补偿。 3.有源滤波目前最高适用电网电压不超过430V,而低压无源滤波最高适用电网电压可达3000V。 4.无源滤波由于其价格优势、且不受硬件限制,广泛用于电力、油田、钢铁、冶金、煤矿、石化、造船、汽车、电铁、新能源等行业;有源滤波器因无法解决的硬件问题,在大容量场合无法使用,适用于电信、医院等用电功率较小且谐波频率较高的单位,优于无源滤波。

滤波器是什么原理

滤波电抗器的原理

交流电经半波或全波整流后,其波形起伏变化很大,对于一些要求较高的场合,这样的电源是没法使用的。交流电流经电感线圈时,线圈会产生自感电动势,此电动势会随着电流波形的变化而变化,并总是要阻止原电动势的增大或减小,输入电流增大时,自感电动势会阻止电流增大,输入电流减小时,自感电动势会阻止电流减小,从而达到减小波形的起伏的作用。感抗等于电感和频率的积,当电流频率高到一定程度时,感抗就很大了,这样对于高频率交流电来说,电感就想当于是开路的,这样可以在电路中起到一个阻隔高频的作用,而让直流电流和低频的电流通过,也就是可以滤掉高频波。

滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。

滤波器分为有源滤波器和无源滤波器。

主要作用是:让有用信号尽可能无衰减的通过,对无用信号尽可能大的衰减。 滤波器一般有两个端口,一个输入信号、一个输出信号

利用这个特性可以选通通过滤波器的一个方波群或复合噪波,而得到一个特定频率的正弦波。

滤波器是由电感器和电容器构成的网路,可使混合的交直流电流分开。电源整流器中,即借助此网路滤净脉动直流中的涟波,而获得比较纯净的直流输出。最基本的滤波器,是由一个电容器和一个电感器构成,称为L型滤波。所有各型的滤波器,都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成,串联臂为电感器,并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器,最通用者为L型及π型两种。

滤波器选取

几种低通原型滤波器是现代网络综合法设计滤波器的基础,各种低通、高通、带通、带阻滤波器大都是根据此特性推导出来的。正因如此,才使得滤波器的设计得以简化,精度得以提高。

理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过,而所有高于截止频率的信号都应该被无限的衰减,从而在幅频特性曲线上呈现矩形,故而也称为矩形滤波器(brick-wallfilter)。遗憾的是,如此理想的特性是无法实现的,所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。根据所选的逼近函数的不同,可以得到不同的响应。虽然逼近函数多种多样,但是考虑到实际电路的使用需求,我们通常会选用“巴特沃斯响应”或“切比雪夫响应”。

“巴特沃斯响应”带通滤波器具有平坦的响应特性,而“切比雪夫响应”带通滤波器却具有更陡的衰减特性。所以具体选用何种特性,需要根据电路或系统的具体要求而定。但是,“切比雪夫响应”滤波器对于元件的变化最不敏感,而且兼具良好的选择性与很好的驻波特性(位于通带的中部),所以在一般的应用中,推荐使用“切比雪夫响应”滤波器。

哪位讲解一下滤波器的电路原理?尤其是滤波器中的负反馈的作用,不是很懂。

滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许有用信号的电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种,因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理有三种:

(1)利用电容通高频隔低频的特性,将火线、零线高频干扰电流导入地线(共模),或将火线高频干扰电流导入零线(差模);

(2)利用电感线圈的阻抗特性,将高频干扰电流反射回干扰源;

(3)利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性,针对某干扰信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可。

滤波器的电路原理主要是体现在数学层面的。你把滤波器的电路按照阻抗(电阻为R,电容为1/(jwc)j为虚数单位就j^2=-1.w为角频率,即为输入信号的频率f乘以2pi,w=f*2*pi,c为电容值单位为F。)的方式列出方程(如果是有源滤波器的话,运放就按理想运放来处理),就能得到一个输入输出的响应方程。由于电路里有电容,最终的方程就是一个幅频响应函数。

有源滤波器的基本原理_有源滤波器工作原理