3设计方法
有源滤波器的设计方法,大致可归结为级联法和模拟法两大类。
级联法
根据技术指标要求,求出可以物理实现的转移函数(通常可由现成的有源滤波器资料和手册中查得),并将它分解为低阶函数(主要是二阶函数)之积,将这些低阶函数分别用有源电路实现后再级联起来,就实现了原转移函数。实现低阶函数的电路通称为基本节,目前已有许多典型的二阶基本节电路供设计者选用。按基本节中使用放大器的数目可分为单放大器电路、双放大器电路、三放大器电路、四放大器电路,图1给出了几个基本节示例。级联法设计过程比较简单,电路特性调整容易,所实现的电路比较经济,是常用的方法。
模拟法
先设计出能满足技术指标要求的LC滤波器器作为设计原型,再用有源电路去模拟实现。这种方法又可分为元件模拟法和功能模拟法两类,并且多以双端终接电阻的LC梯型滤波器为原型。通常,模拟法比级联法需用更多元件。
(1)元件模拟法
用模拟电感(能实现电感特性的不含电感元件的有源电路)取代LC滤波器中的电感元件。现有浮地模拟电感电路的性能还不够好,用得较少。当LC滤波器中含有浮地电感时,常通过变换的方法来消除它。RLC—CRD变换是常用的一种。它是用因子K/s(s是复频率,K为实常数)使电路中每个元件的阻抗都增大K/s倍。这种变换不会改变原电路的传输特性,却使原电路中的R、L、C元件分别变成了C、R、D(频变负阻)元件。图2是一例子。
(2)功能模拟法 先作出LC原型滤波器电路中各电压电流的信号流图,再用积分器、加法器、乘法器等有源电路来实现。
有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
有源滤波器之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。
中文名称 有源滤波器
作用 用于动态抑制谐波
优点 克服谐波抑制和无功补偿方法
特色 绿色化
外文名称 APF(active power filter )
类型 电子装置
影响 实现了动态跟踪补偿
1基本概念
三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!
2、可根据用户负荷的特点,任选以下三种设定方式:
•单一滤除负荷中的谐波电流;
•单一无级连续补偿负荷中的无功功率,实现感性、容性无功双向补偿,使系统功率因数始终为1。
•滤除负荷谐波电流并补偿系统无功功率。
4、单台APF电力有源滤波装置就能对2次~50次谐波广谱补偿,克服了传统的LC无源滤波需要多组单调谐滤波支路的缺点。