有源滤波器和无源滤波器有什么区别

黄霖霖 · 发表于 2017-11-5 16:34:08

做电能质量行业的人可能对有源滤波器和无源滤波器的概念比较清楚。但是有很多刚入行的新人对有源滤波器和无源滤波器并不是很了解。有源滤波器简称APF，无源滤波器简称FC。这两者在原理和滤波效果等方面有许多不同。

工具/原料

方法/步骤

有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源（用以补偿主电路的谐波），其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高！有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。下图为有源滤波器原理图。

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无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路，使谐波流入到滤波装置中。单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，至今仍是被广泛应用谐波治理方法。 LBFC系列无源滤波补偿装置，主要由滤波电容器、滤波电抗器、无感电阻组成的LC滤波电路，根据谐波电流的成分、大小及无功需求来设计各滤波支路，采用专业仿真软件计算、设计、校验，使装置设计最优化，能够在降低成本的同时，高效滤除系统谐波、补偿无功。特别适用于变频器负载系统、，能够解决负载所在系统发热升温、噪声增大、电容补偿投切不上、电路元器件损毁等谐波电流过高引起的危害和故障。

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有源滤波器和无源滤波器的主要区别在于：1.成本价格：有源滤波器价格较高，无源滤波器相对便宜。2.原理构成：有源滤波器主要是通过晶闸管控制，当有谐波产生时会产生大小相等，方向相反的电流来抵消谐波电流；无源滤波器则是通过电容+电抗的组合LC回路对谐波产生低阻抗，让谐波电流流入到滤波装置中。3.滤波效果：有源滤波器能够实现动态滤波，自动跟踪补偿电网中变化的谐波电流，具有高度可控性和快速响应性，补偿性能不受电网频率波动影响，滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。先进的算法使得本设备能够在100us时间内计算出下一个开关频率的输出，故而响应速度不超过100us，对于变化较为频繁的谐波能够实行快速的补偿；而无源滤波器则由于结构简单，无法达到实时快速动态的效果，滤波效果比有源滤波器有一定差距。4.应用范围：有源滤波器由于成本较高，多用于容量较小的需求，比如像医疗行业，精密仪器设备、实验室、通讯行业、商场、楼宇等行业；无源滤波器则多用于容量需求较大的行业。如钢厂、风电、电气化铁道及城市轨道交通行业、石化和天然气行业、钢铁与冶金行业、矿山、造船业等各行业。[/li]