ВІСНИК Польської академії наук

ТЕХНІЧНІ НАУКИ

Том 54, № 3, 2006

Сучасні активні фільтри і традиційні пасивні фільтри h. Акагі * Факультет електротехніки та електронної техніки, Токійський технологічний інститут

2-12-1 O-Окаяма, Meguro-ку, Токіо, 152-8552, Японія

Анотація. На відміну від традиційних пасивних фільтрів, сучасні активні фільтри мають наступні безлічі функцій; фільтрація гармонік, демпфірування, ізоляція

і припинення, управління реактивної потужності для корекції коефіцієнта потужності і регулювання напруги, балансування навантаження, зниження напруги мерехтіння, та / або

їх комбінації. Значне зниження витрат в обох силових напівпровідникових приладів і пристроїв обробки сигналів надихнули виробляє

покласти активні фільтри на ринку. Ця стаття має справу із загальними чистих активних фільтрів для перетворення енергії, а також конкретні гібридних активних фільтрів для

фільтрація гармонік в трифазних діодних випрямлячів, а також традиційні пасивні фільтри.

Ключові слова: активні фільтри, гармоніки, пасивні фільтри, якість харчування, силові напівпровідникові прилади.

Ключові слова: активні фільтри, гармоніки, пасивні фільтри, якість харчування, силові напівпровідникові прилади.

1. Введення

З їх основні принципи роботи були твердо встановлені

в 1970 [1-5], активних гармонійних фільтрів - активних фільтрів, 1

для

Коротше кажучи - привернули увагу силової електроніки дослідників / інженерів

хто мав заклопотаність гармоніки

Забруднення в енергосистемах [6-14]. Крім того, більш глибокий інтерес

в активних фільтрів був початий

- Виникнення перемикання напівпровідникових пристроїв, таких як

IGBT-транзистори (з ізольованим затвором біполярні транзистори) і силові транзистори

(Метал-оксид-напівпровідник польові транзистори),

які характеризуються швидким можливістю перемикання і

Структура з ізольованим затвором,

- Наявність цифрових сигнальних процесорів (DSP),fieldprogrammable

вентильних матрицях (FPGA), аналого-цифровий (A/D)

перетворювачі, на основі ефекту Холла напруга / датчики струму і операційні

і розділові підсилювачі за розумною ціною [15-22].

Сучасні активні фільтри перевершують по продуктивності фільтрації,

менше в фізичному розмірі, і більш гнучкими в застосуванні, порівняно

з традиційними пасивних фільтрів, використовуючи конденсатори, котушки індуктивності

та / або резистори. Тим не менш, активні фільтри дещо поступається

у вартості та операційної втрати, в порівнянні з пасивними фільтрами,

і в даний час. Активні фільтри, призначені для перетворення енергії

Також згадується як «активних фільтрів Харчування", "Активний

Лінія електропередачі кондиціонери "," активні якості електроенергії кондиціонери, "

"Самокоммутірующімі SVCS(статичний вар компенсатори)," і т.д.

Термін «влада кондиціонування", використовуваний у цій статті є багато

ширші значення, ніж термін "фільтрація гармонік". Іншими

слова, кондиціонер влада не обмежується фільтрації гармонік,

але вона містить гармоніки демпфірування, гармонійний ізоляції,

гармоніки припинення, управління реактивної потужності для коефіцієнта потужності

корекція і стабілізація напруги, балансування навантаження, вольт

Зменшення мерехтіння, та / або їх комбінації. Активні фільтри можуть бути розділені на однофазних активних фільтрів

і трифазні активні фільтри. Дослідження однофазного активного

Фільтри були проведені, і з'явилися отримані документи

в технічній літературі. Тим не менш, однофазні активні фільтри

буде залучати набагато менше уваги, ніж три-фазна активна

Фільтри, тому однофазних версій обмежені малої потужності

додатки для електричної тяги або рухомого складу, крім.

Крім того, активні фільтри можуть бути розділені на чисті активні

Фільтри та гібридні активні фільтри з точки зору їх схеми

Конфігурація. Пречиста активні фільтри можна використовувати в якості своєї влади

Схема небудь напруга джерела тривалість імпульсу з модуляцією (ШІМ)

Конвертер оснащений постійного струму конденсатора або джерела струму

ШІМ перетворювач оснащений постійного струму індуктора. В даний час,

Перетворювач напруги джерела є більш сприятливим, ніж currentsource

Конвертер з точки зору вартості, фізичного обсягу та ефективності.

Гібридні активні фільтри складаються з одного або декількох voltagesource

ШІМ перетворювачів і пасивні компоненти, такі як конденсатори,

індуктори і / або резистори. Гібридні фільтри є більш

привабливим у фільтрації гармонік, ніж чистий фільтрів з обох

Життєздатність і з економічної точок зору, особливо для HighPower

додатки [23-33].

Ця стаття описує як чисті та гібридні активні фільтри,

поряд з традиційними пасивними фільтрами. Ці чисті та гібридні фільтри

мають широкий діапазон спектра, починаючи від тих, доступна

на ринку для тих, під досліджень і розробок.

Вони засновані на передовій технології PowerElectronics

який включає в себе схеми перетворення енергії, силові напівпровідникові

пристрої, аналого-цифрової обробки сигналів, напруга / струм датчики,

та теорії управління. Крім того, активні фільтри діють як потужні

міст між силової електроніки та енергетики

в електротехніці. Зверніть увагу, таким чином, приділяється основна

схемні конфігурації і принципи дії чистий активний

фільтри призначені для перетворення енергії. Потім, упор робиться

за принципом, дизайн та фільтрації продуктивність низькою ціною

бестрансформаторная гібридні фільтри для фільтрації гармонік з низьким і

середньої напруги діодів випрямлячі, Нарешті, у цій статті наводяться деякі

приклади практичного чистих і змішаних активних фільтрів, у тому числі 300 кВА чистого активного фільтра, встановленого у водному обробки

рослин і активний фільтр 21-MVA за допомогою 4,5 кВ 1,5 кА

IEGTs (уприскування підвищеної затворами транзисторів) на напругу мерехтіння

зниження електричної мережі змінного дугових печах.

* Електронної пошти: akagi@ee.titech.ac.jp