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无源滤波器和有源滤波器有何不同?

来源:瀚尔爵

发布:2024-05-14    浏览:629次

众所周知,电力元器件中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。按所采用的元器件可以分类为无源滤波器、有源滤波器。本文主要阐述二者的区别与不同:

1、无源滤波器

无源滤波器是利用电感、电容、电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤波某一次或多次谐波。这种电路主要有无源元件R、L和C组成。目前较为普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要的次谐波(三、五、七)构成低阻抗旁路;单相滤波器、直流滤波器、正弦波滤波器、谐波滤波器这些都是属于无源滤波器。

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2、有源滤波器

有源滤波器也是有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态压制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,STS有源滤波器通过外部电流互感器GT,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流的谐波成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流,实现滤波功能。

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3、无源滤波器和有源滤波器的具体区别有:

1)原理构成不同:

有源滤波器是电子装置,而无源滤波器是机械的。有源滤波器主要是通过晶闸管控制,当有谐波产生时会产生大小相等,方向相反的电流来抵消谐波电流;无源滤波器则是通过电容+电抗的组合LC回路对谐波产生低阻抗,让谐波电流流入到滤波装置中。

2)滤波效果不同:

有源滤波器能够实现动态滤波,自动追踪补偿电网中变化的谐波电流,具有高度可控性和快速响应性,补偿性能不受电网频率波动影响,滤波特性不受系统阻抗的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险。先进的算法使得设备能够在100us时间内计算出下一个开关频率的输出,故而响应速度不超过100us,对于变化较为频繁的谐波能够实行快速的补偿;而无源滤波器则由于结构简单,无法达到实时快速动态的效果,滤波效果比有源滤波器有一定差距。

3)频率变化不一样

无源滤波器的频率变换会导致谐振点产生偏移现象,从而对滤波效率产生影响;但有源滤波器的滤波效果就不会收到频率变化的影响,稳定性更好。

4)负载影响不同

无源滤波器:无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化;有源滤波器:有源滤波器不受负载变化影响。

5)阻抗影响不同

无源滤波器: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;有源滤波器:有源滤波不受阻抗影响。

6)应用范围不同

有源滤波器多用于小电流,无源滤波器可用于大电流。有源滤波器由于成本较高,多用于容量较小的需求,如:像医疗行业,精密仪器设备、实验室、通讯行业、商场、楼宇等行业;无源滤波器则多用于容量需求较大的行业,如:钢厂、风电、电气化铁道、石化和天然气行业、钢铁与冶金行业、 矿山、造船业等。


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