Разликата между пасивен филтър и филтър за активна мощност
Apr 13, 2026| Пасивните филтри, известни също като LC филтри, са филтриращи устройства, съставени от индуктори (L), кондензатори (C) и резистори (R), които могат конкретно да елиминират единични или множество порядъци от хармоници. Най-често използваната структура в инженерството е резонансният клон от серията LC. Когато този клон е свързан паралелно към електрическата мрежа, той представя изключително нисък импеданс при честотите на основните характеристични хармоници като 3-ти, 5-ти и 7-ми ред, осигурявайки байпасен канал за хармонични токове за постигане на хармонично шунтиране. Единични-настроени филтри, двойно-настроени филтри и високо-честотни филтри принадлежат към пасивни филтри, чийто основен работен режим е пасивно потискане на хармониците, осъществяващо хармонично управление само чрез разчитане на резонансните характеристики на LC пасивните компоненти.
Филтър за активна мощност (APF)е устройство за динамично потискане на хармониците и компенсиране на реактивната мощност, базирано на силова електронна технология, което може да извършва-компенсация в реално време за хармоници с различни амплитуди и честоти, както и за колебания на реактивната мощност. Неговата „активна“ характеристика се отразява във факта, че устройството трябва да бъде оборудвано с DC-странично захранване и да генерира компенсационен ток чрез активно управление, вместо да разчита единствено на LC пасивен резонанс. APF може ефективно да преодолее недостатъците на традиционните пасивни филтри, като фиксирани характеристики на компенсация и уязвимост към системния импеданс, реализирайки пълна динамична и -проследяваща компенсация в реално време и може да завърши както потискането на хармониците, така и компенсацията на реактивната мощност.
Теорията за моментната реактивна мощност на три{0}}фазните вериги е основната теоретична основа за разработването на APF. APF се разделя главно на паралелен тип и сериен тип, сред които паралелният тип е най-широко използваният:
● Паралелен APF: Еквивалентен на контролиран източник на ток, основно компенсиращ токовите хармоници, реактивната мощност и небалансирания ток;
● Серия APF: Еквивалент на контролиран източник на напрежение, основно потискащ хармоници на напрежението, колебания на напрежението и смущения в напрежението.
|
Елементи за сравнение |
Пасивен филтър |
Филтър за активна мощност (APF) |
|
Компонентен състав |
Пасивни компоненти като индуктори (L), кондензатори (C) и резистори (R) |
Преобразувател на мощност, контролер, сензор за ток/напрежение, захранване от страна на DC- |
|
Принцип на работа |
Използвайки серийните резонансни характеристики на LC, той представя нисък импеданс при целевата хармонична честота, осигурявайки байпасно шунтиране за хармонични токове (пасивен тип) |
Откривайки хармоници чрез контролера, преобразувателят на мощност активно инжектира обратен компенсационен ток, за да компенсира оригиналните хармоници (активен тип) |
|
Компенсационни характеристики |
Фиксирана честотна компенсация; стъпаловидна компенсация може да се постигне чрез групово превключване, но непрекъсната динамична компенсация не е възможна |
Пълна-компенсация за динамично проследяване на честотата, адаптивна към-промени в реално време в хармоничната амплитуда и честота |
|
Възможност за хармоничен контрол |
Може да контролира само предварително зададени хармоници от нисък-порядък (3-ти, 5-ти, 7-ми ред), със слаб ефект върху хармоници от висок-порядък |
Възможност за филтриране едновременно на хармоници от нисък-порядък и висок-порядък и може да се справи със сложни и променливи хармонични сценарии |
|
Риск от системен резонанс |
Склонен към хармонично резонансно усилване с импеданс на мрежовата система, което представлява потенциални опасности за безопасността |
По принцип не възниква резонанс; само леко взаимодействие с импеданса на системата може да възникне в изключително слаби електрически мрежи с изключително нисък риск |
|
Възможност за компенсиране на реактивната мощност |
Може едновременно да осигури компенсация на фиксирана капацитивна реактивна мощност, но не може да компенсира индуктивна реактивна мощност или променлива реактивна мощност |
Възможност за динамично и плавно компенсиране както на капацитивната, така и на индуктивната реактивна мощност, решавайки както проблеми с хармоничната, така и с реактивната мощност |
|
Скорост на реакция |
Бавно (ниво секунди/100 милисекунди), повлияно от параметрите на компонента |
Изключително бърз (ниво микросекунда/милисекунда), способен на-проследяване в реално време на хармоничните промени |
|
цена |
Нисък, с прости компоненти и удобна работа и поддръжка |
Сравнително високо; основните компоненти са силови преобразуватели и контролери, с малко по-високи изисквания за работа и поддръжка |
|
Приложими сценарии |
Сценарии със стабилни товари и фиксирани хармонични честоти (обикновени промишлени инсталации, разпределителни мрежи с ниско{0}}напрежение)
|
Сценарии с големи колебания на натоварването и сложни хармоници (честотни преобразуватели, електродъгови пещи, захранващи системи за прецизно електронно оборудване) |