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有源濾波-有源濾波系統(tǒng)-天津市博寧電氣設(shè)備

有源濾波器APF如何在冶金行業(yè)諧波治理中大展身手

典型負(fù)載

1、電弧爐：電弧電阻的非線性和瞬變性會(huì)產(chǎn)生高次諧波；交流電爐運(yùn)行時(shí)由于三相電弧不對(duì)稱(chēng)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流；

2、精煉爐：與電弧爐相比,精煉爐的爐況比較平穩(wěn)，不存在熔化期，有功及無(wú)功變化相對(duì)穩(wěn)定，雖沒(méi)有電弧爐對(duì)電網(wǎng)影響大，但對(duì)供電質(zhì)量及用電設(shè)備也存在很大的影響；

3、中頻爐：中頻爐是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l（300HZ以上至20HZ）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，由于負(fù)荷變動(dòng)小，，無(wú)功波動(dòng)較小；功率因數(shù)較高，但會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。

有源電力濾波器能解決變頻器應(yīng)用中的那些問(wèn)題？

1、電動(dòng)機(jī)的效率降低和溫升的問(wèn)題

不論那種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。

據(jù)資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1（u為調(diào)制比），高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，為顯著的是轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗。

因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%-20%。

有源電力濾波器的概述

有源電力濾波器（APF：Active power filter）是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進(jìn)行快速跟蹤補(bǔ)償，之所以稱(chēng)為有源，是相對(duì)于無(wú)源LC濾波器，只能被動(dòng)吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過(guò)采樣負(fù)載電流并進(jìn)行各次諧波和無(wú)功的分離，控制并主動(dòng)輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應(yīng)，抵消負(fù)載中相應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功和不平衡。

APF主要采用FFT算法，DFT算法以及三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論算法；APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，前者用的多；并聯(lián)有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問(wèn)題。

有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振，但是價(jià)位相對(duì)高！實(shí)際應(yīng)用安全系數(shù)很低，國(guó)際普遍做法是以變壓器升壓，來(lái)保證可靠性，相關(guān)部門(mén)也要求以變壓器升壓的形式和有源濾波器結(jié)合，治理高壓諧波！