Forskellen mellem passivt filter og aktivt effektfilter
Apr 13, 2026| Passive filtre, også kendt som LC-filtre, er filtreringsenheder, der består af induktorer (L), kondensatorer (C) og modstande (R), som specifikt kan eliminere enkelte eller flere rækkefølger af harmoniske. Den mest almindeligt anvendte struktur i teknik er LC-seriens resonansgren. Når denne gren er forbundet parallelt med strømnettet, præsenterer den ekstremt lav impedans ved frekvenserne af store karakteristiske harmoniske, såsom 3., 5. og 7. orden, hvilket giver en bypass-kanal for harmoniske strømme for at opnå harmonisk shunting. Enkelt-tunede filtre, dobbelt-tunede filtre og høj-pasfiltre tilhører alle passive filtre, hvis kernearbejdsmåde er passiv harmonisk undertrykkelse, der kun realiserer harmonisk kontrol ved at stole på resonansegenskaberne for LC passive komponenter.
Active Power Filter (APF)er en dynamisk harmonisk undertrykkelse og reaktiv effektkompensationsenhed baseret på effektelektronisk teknologi, som kan udføre realtidskompensation for harmoniske med varierende amplituder og frekvenser samt fluktuerende reaktiv effekt. Dens "aktive" karakteristik afspejles i det faktum, at enheden skal være udstyret med en DC-strømforsyning og generere kompensationsstrøm gennem aktiv kontrol i stedet for udelukkende at stole på passiv LC-resonans. APF kan effektivt overvinde manglerne ved traditionelle passive filtre, såsom faste kompensationskarakteristika og sårbarhed over for systemimpedans, realisere fuld dynamisk og realtidssporingskompensation og kan fuldføre både harmonisk undertrykkelse og reaktiv effektkompensation.
Den øjeblikkelige reaktive effektteori for tre-fasekredsløb er det centrale teoretiske grundlag for udviklingen af APF. APF er hovedsageligt opdelt i paralleltype og serietype, blandt hvilke den parallelle type er den mest udbredte:
● Parallel APF: Svarende til en kontrolleret strømkilde, der hovedsageligt kompenserer for strømovertoner, reaktiv effekt og ubalanceret strøm;
● Serie APF: Svarende til en kontrolleret spændingskilde, der hovedsageligt undertrykker spændingsharmoniske, spændingsudsving og spændingsforstyrrelser.
|
Sammenligningsartikler |
Passivt filter |
Active Power Filter (APF) |
|
Komponentsammensætning |
Passive komponenter såsom induktorer (L), kondensatorer (C) og modstande (R) |
Strømomformer, controller, strøm-/spændingssensor, DC-strømforsyning |
|
Arbejdsprincip |
Ved at bruge serieresonansegenskaberne for LC præsenterer den lav impedans ved den harmoniske målfrekvens, hvilket giver bypass-shunting for harmoniske strømme (passiv type) |
Detekterer harmoniske gennem controlleren, effektkonverteren injicerer aktivt omvendt kompensationsstrøm for at udligne de originale harmoniske (aktiv type) |
|
Kompensationskarakteristika |
Fast frekvenskompensation; trinvis kompensation kan opnås gennem gruppeskift, men kontinuerlig dynamisk kompensation er ikke mulig |
Fuld-frekvens dynamisk sporingskompensation, der kan tilpasses til real-tidsændringer i harmonisk amplitude og frekvens |
|
Mulighed for harmonisk kontrol |
Kun i stand til at styre forudindstillede lav-ordens harmoniske (3., 5., 7. orden) med dårlig effekt på høj-ordens harmoniske |
I stand til at filtrere både lav-- og høj--ordens harmoniske samtidigt og kan klare komplekse og variable harmoniske scenarier |
|
Systemresonansrisiko |
Tilbøjelig til harmonisk resonansforstærkning med netsystemimpedans, hvilket udgør potentielle sikkerhedsrisici |
Grundlæggende forekommer ingen resonans; kun en lille interaktion med systemimpedans kan forekomme i ekstremt svage elnet, med ekstrem lav risiko |
|
Mulighed for kompensation for reaktiv effekt |
Kan samtidig give fast kapacitiv reaktiv effektkompensation, men kan ikke kompensere for induktiv reaktiv effekt eller fluktuerende reaktiv effekt |
I stand til dynamisk og jævnt at kompensere for både kapacitiv og induktiv reaktiv effekt, hvilket løser problemer med både harmonisk og reaktiv effekt |
|
Responshastighed |
Langsomt (anden/100 millisekund niveau), påvirket af komponentparametre |
Ekstremt hurtig (mikrosekund/millisekund niveau), i stand til at spore harmoniske ændringer i realtid- |
|
Koste |
Lav, med enkle komponenter og bekvem betjening og vedligeholdelse |
Relativt høj; Kernekomponenterne er strømomformere og controllere med lidt højere drifts- og vedligeholdelseskrav |
|
Gældende scenarier |
Scenarier med stabile belastninger og faste harmoniske frekvenser (almindelige industrianlæg,-lavspændingsdistributionsnetværk)
|
Scenarier med store belastningsudsving og komplekse harmoniske (frekvensomformere, lysbueovne, strømforsyningssystemer til præcisions elektronisk udstyr) |