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有源濾波，有源濾波器的原理

來源：整理 時間：2023-08-30 18:26:14 編輯：智能門戶 手機版

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1，有源濾波器的原理

有源濾波器是由有源器件（通常是運算放大器）和RC網(wǎng)絡構(gòu)成，RC網(wǎng)絡對不同頻段提供不同的衰減特性，有源器件具有放大能力，使得有源濾波器能夠提供通帶增益，而無源濾波器卻不能。

有源濾波器的原理

2，有源濾波無源濾波的含義

有源濾波 由RC元件與運算放大器組成的濾波器稱為RC有源濾波器，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號 無源濾波 無源濾波，又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對主要次諧波（3、5、7）構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。 以上資料摘自百度百科.

有源濾波無源濾波的含義

3，什么是有源濾波APF

電力有源濾波（Active Power Filter－APF）裝置能夠?qū)ψ兓闹C波及無功進行快速的動態(tài)跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而是替代傳統(tǒng)無源濾波裝置的現(xiàn)代新型電力設(shè)備。與無源濾波補償裝置相比，其具有以下突出優(yōu)點：（1）不僅能抑制各次諧波，還可以抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較合理；（2）濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；（3）實現(xiàn)調(diào)節(jié)與控制自動化，替代傳統(tǒng)的機械調(diào)控與操作手段?？梢?，有源濾波裝置具有巨大的技術(shù)與性能優(yōu)勢，隨著電力電子工業(yè)的發(fā)展，器件的性價比將不斷提高，有源濾波補償裝置必然會得到越來越廣泛的使用。
有源電力濾波器(簡稱為apf)作為治理電網(wǎng)諧波污染、改善電能質(zhì)量的有效措施，具有非常廣泛的應用前景。它的基本工作原理是檢測補償對象的電流和電壓，經(jīng)過指令運算電路得到補償電流的控制量信號，由補償電流發(fā)生電路獲得補償電流，與負載中的諧波及無功等電流抵消，以獲得期望的電網(wǎng)電流——正弦波

什么是有源濾波APF

4，有源濾波器工作原理

原發(fā)布者:hhuwjh濾波電路基本原理 整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動成分，稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲能作用的電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動成分以獲得直流電壓。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。直流電中的脈動成分的大小用脈動系數(shù)來表示，此值越大，則濾波器的濾波效果越差?！　∶}動系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值／輸出電壓的直流分量　　半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S=1．57，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)S≈O．67。對于全波和橋式整流電路采用C型濾波電路后，其脈動系數(shù)S=1／(4(RLC／T-1)。(T為整流輸出的直流脈動電壓的周期。)電阻濾波電路RC-π型濾波電路，實質(zhì)上是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級RC濾波電路組成的。如圖1(B)RC濾波電路。若用S表示C1兩端電壓的脈動系數(shù)，則輸出電壓兩端的脈動系數(shù)S=(1/ωC2R)S?！　∮煞治隹芍?，電阻R的作用是將殘余的紋波電壓降落在電阻兩端，最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情況下，R愈大，C2愈大，則脈動系數(shù)愈小，也就是濾波效果就越好。而R值增大時，電阻上的直流壓降會增大，這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗；若增大C2的

5，什么是有源濾波什么是無源濾波源指什么

無源濾波電路：若濾波電路僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成。 有源濾波電路：若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成。 有源電路說白點就是元件必須有工作電源支持。無源電路中的器件不需要工作電源支持。這里可理解源就是電源。無源電路中的信號如果沒有外部信號補充最后將衰減為零，有源元件定義為可以給外部電路提供大于零的平均功率的元件，而且該平均功率可以持續(xù)無限長的時間；反之，則是無源元件。 這時候可理解源就是有源元件提供的信號源。
斯泰伯電氣（上海）有限公司專業(yè)從事有源、無功等研究。
由RC元件與運算放大器組成的濾波器稱為RC有源濾波器，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號?？捎迷谛畔⑻幚怼?shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于低頻范圍?！　「鶕?jù)對頻率范圍的選擇不同，可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通(BPF)與帶阻(BEF)等四種濾波器。　　具有理想幅頻特性的濾波器是很難實現(xiàn)的，只能用實際的幅頻特性去逼近理想的。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高,幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路調(diào)試越困難。任何高階濾波器均可以用較低的二階RC有源濾波器級聯(lián)實現(xiàn)。
無源濾波電路：若濾波電路僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成。 有源濾波電路：若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成。 有源電路說白點就是元件必須有工作電源支持。無源電路中的器件不需要工作電源支持
與傳統(tǒng)的無源濾波不同,它除了電阻,電感,電容外,還采用了集成運放等有源元件.

6，有源濾波器有源濾波器是什么意思

路過
以LC或RC等器件組成的無源濾波器進行信號處理時，它們的濾波特性（尤其是RC組成的多階濾波）往往不容易做的很好，且會產(chǎn)生衰減，如果配上放大器（運放、晶體管），利用放大、反饋等手段，可以取得比較理想的幅頻響應，并且可抵消衰減甚至得到增益。例如可以做出最平坦幅頻響應的巴特沃斯濾波器、通帶內(nèi)等紋波的切比雪夫濾波器、阻帶等紋波的反切比雪夫濾波器、通帶阻帶均有紋波具有最窄過渡帶的橢圓濾波器、時域最平坦特性的貝塞爾濾波器等，而用無源RC濾波器時很難形成這些復雜濾波特性形態(tài)。由于放大器需要電源，所以被稱有源濾波器。
顧名思義該裝置需要提供電源，其應用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點（傳統(tǒng)的只能固定補償），實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功；三相電路瞬時無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論；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題。有源濾波器同無源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振，但是價位相對高！二、基本原理：有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號`，送入高速數(shù)字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。三、基本應用：諧波主要危害：?6?1 增加電力設(shè)施負荷，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的有效容量和效率，造成設(shè)備浪費、線路浪費和電能損失；?6?1 引起無功補償電容器諧振和諧波電流放大，導致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行；?6?1 產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩致使電動機振動，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機壽命；?6?1 由于渦流和集膚效應，使電機、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過熱，浪費電能并加速絕緣老化；?6?1 諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強了絕緣介質(zhì)的電場強度，降低設(shè)備使用壽命；?6?1 零序（3的倍數(shù)次）諧波電流會導致三相四線系統(tǒng)的中線過載，并在三角形接法的變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，使繞組電流超過額定值，嚴重時甚至引發(fā)事故。?6?1 諧波會改變保護繼電器的動作特性，引起繼電保護設(shè)施的誤動作，造成繼電保護等自動裝置工作紊亂；?6?1 諧波變改變了電壓或電流的變化率和峰值，延緩電弧熄滅，影響斷路器的分斷容量；?6?1 使計量儀表特別是感應式電能表產(chǎn)生計量誤差；?6?1 干擾鄰近的電力電子設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備和通訊設(shè)備，影響設(shè)備的正常運行。四、有源濾波的優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：可動態(tài)濾除各次諧波，對系統(tǒng)內(nèi)的諧波能夠完全吸收；不會產(chǎn)生諧振。缺點：造價太高；受硬件限制，在大容量場合無法使用:有源濾波容量單套不超過100KVA,目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過450V.五、應用場合有源電力濾波器可廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)和機關(guān)團體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機場／港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機構(gòu)等。根據(jù)應用對象不同，HTAPF-I型有源電力濾波器的應用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。六、主要發(fā)展狀況：由于有源濾波存在的不足和缺陷，目前國內(nèi)市場上主要以無源濾波為主；國際上以ABB、APS、諾基亞、施耐德（梅蘭日蘭）、西門子為代表，國內(nèi)以山大華天，哈工大、西安賽博為代表，另外清華大學電機系研制的CleanPower系列有源電力濾波器在自適應能力，穩(wěn)定性以及對各種延時的最優(yōu)補償方面有了長足的進展，成為了最先進的產(chǎn)品之一。隨著電力電子技術(shù)的進步，有源電力濾波器以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢、強大功能、逐漸下降的價格，必將最終取代傳統(tǒng)的電容型無功補償裝置，占據(jù)市場主流。有源電力濾波器的基本原理和分類 摘要：作者是上海交大的在職工程碩士畢業(yè)，從事實際工作多年，工程研究方向為電力有源濾波器。現(xiàn)在直接代表國外公司推廣有源濾波器、無功補償產(chǎn)品。本文介紹了電力有源濾波器的基本原理和分類，基本上涵蓋了國際上大公司產(chǎn)品化的趨勢，希望提供國內(nèi)廣大用戶進行選擇的依據(jù)。1．有源電力濾波器的基本原理有源電力濾波器系統(tǒng)主要由兩大部分組成，即指令電流檢測電路和補償電流發(fā)生電路。圖1 有源濾波器示意圖 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，然后將其反極性作用后發(fā)生補償電流的指令信號。電流跟蹤控制電路的功能是根據(jù)主電路產(chǎn)生的補償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路。這樣電源電流中只含有基波的有功分量，從而達到消除諧波與進行無功補償?shù)哪康摹８鶕?jù)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(gòu)成。根據(jù)逆變器直流側(cè)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(cè)電容電壓控制，使直流側(cè)電壓維持不變，因而逆變器交流側(cè)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(cè)電感電流進行控制，使直流側(cè)電流維持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電流波。電壓型有源濾波器的優(yōu)點是損耗較少，效率高，是目前國內(nèi)外絕大多數(shù)有源濾波器采用的主電路結(jié)構(gòu)。電流型有源濾波器由于電流側(cè)電感上始終有電流流過，該電流在電感內(nèi)阻上將產(chǎn)生較大損耗，所以目前較少采用。圖2 電壓型有源濾波器圖3 電流型有源濾波器 2．有源電力濾波器的分類按電路拓樸結(jié)構(gòu)分類，電力有源濾波器可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型、串－并聯(lián)型和混合型。圖4 并聯(lián)型有源濾波器 圖4所示為并聯(lián)型有源濾波器的基本結(jié)構(gòu)。它主要適用于電流源型非線性負載的諧波電流抵消、無功補償以及平衡三相系統(tǒng)中的不平衡電流等。目前并聯(lián)型有源濾波器在技術(shù)上已較成熟，它也是當前應用最為廣泛的一種有源濾波器拓補結(jié)構(gòu)。圖5 串聯(lián)型有源濾波器 圖5所示為串聯(lián)型有源濾波器的基本結(jié)構(gòu)。它通過一個匹配變壓器將有源濾波器串聯(lián)于電源和負載之間，以消除電壓諧波，平衡或調(diào)整負載的端電壓。與并聯(lián)型有源濾波器相比，串聯(lián)型有源濾波器損耗較大，且各種保護電路也較復雜，因此，很少研究單獨使用的串聯(lián)型有源濾波器，而大多數(shù)將它作為混合型有源濾波器的一部分予以研究。圖6 混合型有源濾波器 圖6所示為混合型有源濾波器的基本結(jié)構(gòu)。它是在串聯(lián)型有源濾波器的基礎(chǔ)上使用一些大容量的無源L-C濾波網(wǎng)絡來承擔消除低次諧波，進行無功補償?shù)娜蝿?。而串?lián)型有源濾波器只承擔消除高次諧振及阻尼無源LC網(wǎng)絡與線路阻抗產(chǎn)生的諧波諧振的任務。從而使串聯(lián)型有源濾波器的電流、電壓額定值大大減少(功率容量可減少到負載容量的5%以下)，降低了有源濾波器的成本和體積。從經(jīng)濟角度而言，這種結(jié)構(gòu)形式在目前是一種值得推薦的方案。但隨著電力電子器件性能的不斷提高，成本不斷下降，混合型有源濾波器可能被下面一種性能價格比更高的有源濾波器代替。圖7 串－并聯(lián)型有源濾波器 圖7所示為串－并聯(lián)型有源濾波器的基本結(jié)構(gòu)。它組合了串聯(lián)有源濾波器和并聯(lián)有源濾波器的優(yōu)點，能解決電氣系統(tǒng)發(fā)生的大多數(shù)電能質(zhì)量問題，所以又稱之為萬能有源濾波器或統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)，該類有源濾波器的主要問題是控制復雜、造價較高。
文章TAG：有源濾波有源濾波器的原理

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