利用电力电子器件IGBT及其相关电路,对系统谐波源进行跟踪抵消补偿,即按系统的谐波分量发出一个大小相等方向相反的谐波分量,以抵消原谐波分量。主要检测补偿对象的电压和电流,经指令电流运算电路,计算得出补偿电流的指令信号,该信号经补偿电流发生电路放大,得出补偿电流,补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消,最终得到期望的电网电流。其工作原理如下图所示:

模块化组合和安装方式多样采用柜式和壁挂式两种安装结构,柜式结构由一台或数台有源电力滤波器的功率单元组合而成,可以直接安装到项目现场,避免用户自行成套的问题,简单方便。单台整柜最大容量可做到500A。壁挂式安装主要是为了满足小容量需求、且对安装空间有限制要求的客户需求,能够节省空间。其模块化的容量主要有25A、50A、75A、100A等四种规格。

有源电力滤波器最终实现的目的:1、提高企业设备的供电质量,提供设备运行的可靠性,减少因设备误动作而造成的经济损失。2、降低用电设备发热,减少绝缘老化,从而提高设备的使用寿命,减少设备的维护费用。3、减少电容器的谐振几率,提高用电安全。4、减少谐波产生的电磁干扰,保障弱点系统正常工作。5、满足国家及地方标准要求,避免罚款。

有源滤波器分类介绍

电容器回路连接处连接松动或者脱落,断线都会可能引起高频振荡的电弧,使之接触点过热变色,如果不及时处理,可能导致电容器过热和场强过高而被损坏。对策如下:

电容器要有一定的过负荷裕度,短时过负荷不会造成电容器损坏,因此,动作时间可以适当延长些,以防止误动。

实际上不限于通用变频器,晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的,都将产生因其非线性引起的高次谐波。

输入端谐波产生机理:变频器的主电路一般为交一直一交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压,经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6n±1次高次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果出现电源侧电抗充分小、换流重叠角\"可以忽略强狂,那么n次高次谐波为基波电流的1/n。输出端谐波产生机理:在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2~3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他高次谐波。

与一般无线电电磁干扰一样,变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰;感应耦合是指在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰;电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。高次谐波的危害具体表现在以下几个方面:

(5)保护电器:电流中含有的谐波会产生额外力距,改变电器动作特性,引起误动作,甚至改变其操作特性,或烧毁线圈。

(2)在电力回路中并联使用交流滤波装置,能将来自变频器的高次谐波分量与电源系统分流。

有源滤波器分类介绍

3、不管采用何种方法,都不可能完全解决高次谐波的污染问题,在实际工业生产中为消除变频器高次谐波对电气设备的干扰,主要从传导、辐射和耦合三个方面解决。总的原则是抑制和切断干扰源、切断干扰对系统的耦合通道和降低对干扰信号的敏感性。解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离掉,解决辐射干扰就是对辐射源或*扰的线路进行屏蔽,解决耦合干扰就是合理布置干扰源和被干扰线路的距离、走向,避免耦合产生。

电力系统中常会因为输送无功功率而造成电力系统无端的能源浪费,而对电网进行无功补偿是实现电能效率最大,保证电力系统运行安全,降低能源损耗的重要举措。除此之外,无功补偿也能在一定程度上治理谐波的污染,当然这需要谐波治理的相关设备一同进行配合才能事半功倍。同时,无功补偿能改善电力系统环境,提高用电质量。