電力有源濾波器檢視原始碼討論檢視歷史
| 電力有源濾波器 |
有源電力濾波器（APF：Active power filter）是一種用於動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對於無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過採樣負載電流並進行各次諧波和無功的分離，控制並主動輸出電流的大小、頻率和相位，並且快速響應，抵消負載中相應電流，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。
簡介
二極管箝位三電平拓撲由日本學者Nabae. A 等人在1980 年提出，經過近30年的發展，廣泛應用於電力電子技術的各個領域。二極管箝位三電平拓撲的優勢在於，各個開關管承受的反向電壓為直流母線電壓的一半，可以用較低電壓等級的開關管，組成較高電壓等級的變流器。已經廣泛應用於4.2kV電動機傳動系統。通常三電平技術一般應用於電壓較高、功率較大的系統中，正是由功率器件耐壓有限與變流器系統需求電壓較高的矛盾現實決定的。但是我們應該看到二極管箝位三電平拓撲本身固有的一些優勢。用電壓等級較低的開關管構成電壓等級較高的變流器，隨着功率器件技術的不斷發展，市場上已經有6500V的IGBT出售，但是耐壓越高的IGBT其開關損耗越高，最高開關頻率也變得比較低。3300V以上的IGBT開關頻率最高不會超過5kHz,1200V的IGBT的開關損耗遠大於600V的IGBT。採用低壓IGBT的三電平變流器的開關損耗遠低於同樣電壓等級採用高壓IGBT的兩電平變流器，同時前者可以達到的開關頻率也高於後者。
評價
能夠輸出三種電平。二極管箝位三電平變流器能夠輸出正母線電壓、負母線電壓以及零電壓（簡稱P、N、O）,一般情況下輸出電壓在P-O、O-N之間跳變，特殊情況下會出現P-N跳變，而兩電平變流器只能在P-N之間跳變。也就是說三電平的電壓跳變幅度為直流母線電壓的一半，而兩電平的為直流母線電壓。高的電壓跳變幅度對併網逆變器或有源電力濾波器帶來的是較高的紋波電流，為了抑制紋波電流，需要較大的輸出電感和濾波電容，由此帶來了較高的紋波電流損耗。同時由於輸出濾波電感電容也降低了電流響應速度，或對輸出電流的能力產生了一定的限制。對於變頻器帶來的則是對電機的衝擊以及較大的軸電流，嚴重影響着電機的壽命。另外，較高的電壓跳變幅度也會產生嚴重的電磁干擾，對周邊電子設備產生嚴重危害。而三電平以其固有的優勢，在很大程度上解決了上述問題。將二極管箝位三電平技術應用於有源電力濾波器領域，國內外很多文獻都有涉及，國內外許多專家學者對此都進行了比較深入的研究，也提出了很多新的算法。但是，三電平有源電力濾波器始終沒有從實驗室走向市場。究其原因，有可能是技術不夠成熟，控制算法過於複雜，應用成本高，也可能是企業界對此不夠重視，尚未認識到該技術的優勢。德州和能工業自動化有限公司通過對三電平技術的深入研究以及對市場趨勢的正確把握，在業界首先推出了三電平有源電力濾波器產品。[1]