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有源濾波器新聞

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有源濾波器的由來和發展曆程

有源濾波器的由來和發展曆程

2018-06-08 08:39:00

        有源電力濾波器簡稱APF是一種用于動态抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。


        1969年,B.M.Bird和J. F. Marsh的論文最早提出有源濾波器的思想,即通過向交流電網注入三次譜波電流來改善波形,這種方法被認為是APF基本思想的萌芽1971年,日本H. Sasaki和T.Machida首次完整的描述了有源電力濾波器的基本原理。1976年,美國西屋電氣公司的L.Gyugyi和E.C.Strycula提出了釆用PWM控制的有源電力濾波器,确立了APF有源濾波器的主電路的基本拓撲結構和控制方法,為有源電力濾波器的研究打下基礎。


        20世紀70年代,電力電子器件的限制和控制技術的不成熟因素使得有源電力濾波器除了少數實驗室研究外幾乎沒有任何進展。進入20世紀80年代,新型電力電子器件不斷出現,PWM技術快速發展,尤其是1983年日H.Akagi等人提出了 “三相電路瞬時無功功率理論”對有源電力濾波器的工業應用起到了巨大推動作用。80年代以後,有源濾波器的實用化技術逐漸成熟,應用越來越廣泛。


        APF有源電力濾波器是基于電壓源逆變器的新型電力電子諧波濾除裝置,通過實時檢測電網中由非線性負載産生的電流波形,分離出諧波電流部分,并通過IGBT逆變器輸出反相補償電流,實現濾除諧波的功能。另外,APF還可以提供超前或滞後的無功電流,用于改善電網的功率因數和實現動态無功補償。和LC型的無源濾波相比,該産品是主動型補償裝置,動态性能好,安全性高,适應性強。


        APF有源濾波器之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源,其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點因為傳統的隻能固定補償,實現了動态跟蹤補償,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發展的主要基礎理論;APF有并聯型和串聯型兩種,前者用的多;并聯有源濾波器主要是治理電流諧波,串聯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。

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        目前,作為解決諧波污染問題、補償電網無功功率、提高電能質量的重要手段,有源濾波器已廣泛應用于日本、歐美等工業發迖國家。諸如東芝公司、三菱電機、艾默生、西屋電氣等一些知名的電氣公司,産品技術已經相當成熟。相對來說,我國對諧波問題的研究起步較晚,1989年剛開始發表研究有源濾波器的論文,90年代以後,一些高校和科研機構才開始進行理論研究,研制樣機。如今,電能質量問題日益受到重視,有源濾波器的理論技術不斷進步,工程應用經驗豐富,在與我們息息相關的生活中各大場所都有應用到有源濾波器。