有源电力滤波器主电路研究
来源： 作者： 发布时间：2015-02-25 09:02:28 浏览量：
图5 串联型APF
图6 串－并混合型APF
采用基本拓扑结构的APF有如下局限性：
1)当负载基波无功和谐波电流含量大时，APF装置的容量也必须很大；
2)三相逆变器输出直接承受电网电压(并联方式)或电网电流(串联方式)；
3)初期投资大，运行费用高。
因而，研究人员在改进APF主电路的拓扑结构上进行了许多尝试。由于APF造价高，运行损耗大，容量受到限制，因此，将无源滤波器与有源滤波器组合起来，构成混合型有源电感器生产滤波器在目前无疑是一种较好的方案。但从长远角度看，随着电力电子器件成本不断下降，它将被性价比更高的串－并联有源滤波器所代替。
2.3 无源与有源混合型APF
大容量的有源滤波器由于造价高、功耗大，在实际应用中受到限制。为了获得较好的滤波特性，又尽可能降低造价，人们开始研究无源与有源混合应用的方法，提出了串联有源滤波器与并联无源滤波器共用的方案[6]；带串联L－C电路的有源滤波器方案[6][7]；以及两个有源滤波器与一组无源滤波器的电力线调节器方案。
综合电力滤波系统主电路结构如图7所示。在图7（a）中，对于负载侧的谐波电流源，有源滤波器被控制为一个等效谐波阻抗，它使无源和有源滤波器总的串联谐波阻抗对各次谐波都为零，从而使所有的负载谐波电流全部流入无源滤波器支路，达到提高无源滤波器滤波效果的目的，此时有源滤波器的输出补偿电压为所有负载谐波电流流过无源滤波器时产生的电压 。 对 于 电 源 电 压 中 的 畸 变 电 压 ， 有 源 滤 波 器 被 控 制 产 生 与 其 相 同 的 谐 波 补 偿 电 压 ， 以 抑 制 电 源 电 压 畸 变 产 生 的 谐 波 电 流 。 由 于 有 源 滤 波 器绕行电感 不 是 贴片电感直 接 对 谐 波 电 流 进 行 消 除 ， 而 是 起 到 提 高 无 源 滤 波 器 滤 波 效 果 的 目 的 ， 它 所 产 生 的 补 偿 电 压 中 不 含 有 基 隔离电感器波 电 网 电 压 ， 只 含 有 谐 波 电 压 ， 故 其 功 率 容 量 很 小 ， 具 有 良 好 的 经 济 性 ， 适 于 对 大 容 量 的 谐 波 负 载 进 行 补 偿 。 在 图7（ b） 中 ， 该 混 合 电 力 滤 波 器 的 特 点 是 ： 利 用 无 源 滤 波 网 络 滤 去 5、 7次 等 低 次 电 流 谐 波 ， 并 进 行 基 波 无 功 功 率 的 补 偿 ， 使 有 源 滤 波 器 不 直 接 承 受 电 网 电 压 和 负 载 的 基 波 电 流 ， 仅 起 负 载 电 流 和 电 网 电 压 的 高 次 谐 波 隔 离 器 的 作 用 ， 因 而 有 源 滤 波 器 的 容 量 可 以 设 计 得 较 小 ， 利 用 串 联 的 有 源 滤 波 器 增 加 高 次 谐 波 阻 抗 而 对 基 波 无 影 响 的 特 性 ， 可 以 改 善 无 源 滤 波 器 的 滤 波 效 果 ， 防 止 与 电 网 之 间 发 生 谐 振 ； 同 时 ， 也 避 免 了 并 联 有 源 滤 波 器 的 谐 波 电 流 注 入 并 联 的 无 源 滤 波 器 形 成 谐 波 短 路 的 现 象 ， 提 高 了 有 源 滤 波 器 的 有 限 容 量 的 利 用 率 。 但 是 ， 在 该 种 拓 扑 中 ， 有 源 滤 波 器 的 性 能 很 大 程 度 上 决 定 于 电 流 互 感 器 的 特 性 。
（a） APF与PF并联
（b） APF与PF串联
图7 综合电力滤波系统主电路结构图
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