Co to jest aktywny filtr mocy

Aktywny filtr mocy (APF) to nowy typ urządzenia energoelektronicznego służącego do dynamicznego tłumienia harmonicznych i kompensacji mocy biernej, która może kompensować harmoniczne oraz zmiany mocy biernej pod względem wielkości i częstotliwości.

Powodem, dla którego filtr aktywny nazywany jest aktywnym, jak sama nazwa wskazuje, jest to, że urządzenie musi zapewnić zasilanie (w celu kompensacji harmonicznych obwodu głównego), a jego zastosowanie może przezwyciężyć wady tradycyjnych harmonicznych

metody tłumienia i kompensacji mocy biernej, takie jak filtry LC (tradycyjne można tylko naprawić), realizują dynamiczną kompensację śledzenia i mogą kompensować zarówno harmoniczne, jak i moc bierną.

Główną podstawową teorią rozwoju APF jest teoria chwilowej mocy biernej obwodu trójfazowego; APF ma dwa typy: typ równoległy i typ szeregowy, ten pierwszy jest częściej używany; równoległy filtr aktywny służy głównie do kontrolowania prądu

harmonicznych, a szeregowy filtr aktywny służy głównie do kontrolowania problemów powodowanych przez harmoniczne napięcia. W porównaniu z filtrami pasywnymi, filtry aktywne mają dobre efekty lecznicze i mogą głównie odfiltrowywać jednocześnie wiele i wyższych harmonicznych, co nie spowoduje rezonansu, ale cena jest stosunkowo wysoka.

Podstawy filtrów mocy czynnej

Aktywny filtr mocy to nowy typ specjalistycznego urządzenia do kontroli harmonicznych mocy, wykonanego w oparciu o nowoczesną technologię energoelektroniki i technologię cyfrowego przetwarzania sygnału w oparciu o szybkie układy DSP. Składa się z dwóch głównych części:
obwodu sterującego prądem rozkazowym i obwodu generowania prądu kompensacyjnego. Obwód sterowania prądem sterującym monitoruje prąd w linii w czasie rzeczywistym, przetwarza analogowy sygnał prądu na sygnał cyfrowy, wysyła go do
szybkiego cyfrowego procesora sygnałowego (DSP) w celu przetworzenia sygnału, oddziela harmoniczne od składowej podstawowej i wysyła impuls sterujący do obwodu generowania prądu kompensacyjnego w postaci sygnału modulacji szerokości impulsu (PWM), napędza moduł mocy IGBT lub IPM, generuje prąd kompensacyjny równy amplitudzie prądu harmonicznego sieci energetycznej i przeciwnej polaryzacji oraz wprowadza go do sieci energetycznej, kompensuje lub eliminuje prąd harmoniczny oraz

aktywnie eliminuje harmoniczne mocy.

Jak działają filtry mocy czynnej

Filtr aktywny wykorzystuje przekładnik prądowy do zbierania prądu w linii prądu stałego, po próbkowaniu uzyskany sygnał prądowy jest przetwarzany przez algorytm separacji harmonicznych w celu uzyskania sygnału odniesienia harmonicznych jako sygnału modulacji w porównaniu z falą trójkątną, aby uzyskać sygnał przełączający, użyj sygnału przełączającego do sterowania mostkiem jednofazowym, zgodnie z zasadą technologii, sygnał przełączający górnego i dolnego ramienia mostu jest odwrócony, a prąd harmoniczny jest równy wielkości można uzyskać sygnał harmoniczny na linii i kierunek przeciwny, a prąd harmoniczny na linii zostanie anulowany. Jest to część sterująca ze sprzężeniem zwrotnym. Składowa harmoniczna prądu sieciowego za punktem dostępu aktywnego filtra jest następnie przekazywana zwrotnie jako sygnał wejściowy regulatora w celu dostosowania błędu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym:

Główne zagrożenia związane ze harmonicznymi:
1. Zwiększają obciążenie obiektów elektroenergetycznych, zmniejszają współczynnik mocy systemu, zmniejszają moc efektywną i sprawność urządzeń wytwarzających energię, przesyłu i urządzeń elektrycznych oraz powodują marnotrawstwo sprzętu, marnotrawstwo linii i straty mocy;
2. Powodować rezonans i wzmocnienie prądu harmonicznego kondensatorów kompensujących moc bierną, powodując uszkodzenie lub awarię baterii kondensatorów z powodu przetężenia lub przepięcia;
3. Silnik wibruje z powodu pulsującego momentu obrotowego, co wpływa na jakość produktu i żywotność silnika;
4. Ze względu na prądy wirowe i efekt naskórkowy silniki, transformatory, linie przesyłowe itp. spowodują dodatkowe straty mocy i przegrzanie, marnują energię elektryczną i przyspieszają starzenie się izolacji;
5. Napięcie harmoniczne zwiększa natężenie pola elektrycznego środka izolacyjnego w postaci proporcjonalnej do jego napięcia szczytowego i skraca żywotność sprzętu;
6. Składowa zerowa (wielokrotność 3) prądu harmonicznego spowoduje przeciążenie linii środkowej trójfazowego układu czteroprzewodowego i wytworzy prąd cyrkulacyjny w uzwojeniu transformatora połączenia trójkątnego, tak że prąd
uzwojenia przekracza wartość znamionową, a w poważnych przypadkach może nawet spowodować wypadek. 7. Harmoniczne zmienią charakterystykę działania przekaźnika zabezpieczeniowego, spowodują nieprawidłowe działanie urządzeń zabezpieczeniowych przekaźnika i spowodują zakłócenie pracy urządzeń automatycznych, takich jak zabezpieczenie przekaźnikowe;
8. Zmiana harmonicznych zmienia szybkość zmian i wartość szczytową napięcia lub prądu, opóźnia wygaszenie łuku i wpływa na zdolność wyłączania wyłącznika;
9. Spraw, aby przyrząd pomiarowy, zwłaszcza indukcyjny licznik energii elektrycznej, powodował błąd pomiaru;
10. Zakłócać działanie pobliskiego sprzętu energoelektronicznego, przemysłowego sprzętu sterującego i sprzętu komunikacyjnego oraz wpływać na normalne działanie sprzętu.