¿Qué es un filtro de potencia activo?

Active Power Filter (APF) es un nuevo tipo de dispositivo electrónico de potencia que se utiliza para suprimir dinámicamente los armónicos y compensar la potencia reactiva, que puede compensar los armónicos y los cambios de potencia reactiva en magnitud y frecuencia.

La razón por la que el filtro activo se llama activo es que, como su nombre indica, el dispositivo necesita proporcionar una fuente de alimentación (para compensar los armónicos del circuito principal), y su aplicación puede superar las deficiencias del filtro armónico tradicional.

Los métodos de supresión y compensación de potencia reactiva, como los filtros LC (los tradicionales solo se pueden arreglar), realizan una compensación de seguimiento dinámico y pueden compensar tanto los armónicos como la potencia reactiva.

La teoría de la potencia reactiva instantánea de un circuito trifásico es la principal teoría básica del desarrollo de APF; APF tiene dos tipos: tipo paralelo y tipo serie, el primero se usa más; El filtro activo paralelo es principalmente para controlar la corriente.

armónicos y el filtro activo en serie es principalmente para controlar los problemas causados ​​por los armónicos de voltaje. En comparación con los filtros pasivos, los filtros activos tienen buenos efectos de tratamiento y pueden filtrar principalmente armónicos múltiples y más altos al mismo tiempo, lo que no causará resonancia, pero el precio es relativamente alto.

Fundamentos de los filtros de potencia activos

El filtro de potencia activo es un nuevo tipo de equipo especial para el control de armónicos de potencia fabricado con tecnología moderna de electrónica de potencia y tecnología de procesamiento de señales digitales basada en dispositivos DSP de alta velocidad. Consta de dos partes principales: el
circuito de operación de corriente de instrucción y el circuito de generación de corriente de compensación. El circuito de operación de corriente de comando monitorea la corriente en la línea en tiempo real, convierte la señal de corriente analógica en una señal digital, la envía al
procesador de señal digital (DSP) de alta velocidad para procesar la señal, separa el armónico del fundamental. , y envía un pulso de activación al circuito de generación de corriente de compensación en forma de señal de modulación de ancho de pulso (PWM), impulsa el módulo de potencia IGBT o IPM, genera una corriente de compensación igual a la amplitud de la corriente armónica de la red eléctrica. y de polaridad opuesta, y la inyecta a la red eléctrica, compensa o anula la corriente armónica, y

Elimina activamente los armónicos de potencia.

Cómo funcionan los filtros de potencia activos

El filtro activo consiste en utilizar el transformador de corriente para recolectar la corriente en la línea de CC; después del muestreo, la señal de corriente obtenida se procesa mediante el algoritmo de separación armónica para obtener la señal de referencia armónica, como señal de modulación, en comparación con la onda triangular. Para obtener la señal de conmutación, utilice la señal del interruptor para controlar el puente monofásico, de acuerdo con el principio de la tecnología, la señal de conmutación de los brazos del puente superior e inferior se invierte y la corriente armónica que es igual al tamaño Se puede obtener la señal armónica en la línea y la dirección opuesta, y se cancela la corriente armónica en la línea. Esta es la parte de control anticipativo. El componente armónico de la corriente de línea detrás del punto de acceso del filtro activo luego se retroalimenta como entrada del regulador para ajustar el error del control anticipativo:

Los principales peligros de los armónicos:
1. Aumentan la carga de las instalaciones eléctricas, reducen el factor de potencia del sistema, reducen la capacidad efectiva y la eficiencia de los equipos eléctricos, de transmisión y generación de energía, y causan desperdicio de equipos, desperdicio de líneas y pérdida de energía;
2. Causar resonancia y amplificación de corriente armónica de los capacitores de compensación de potencia reactiva, lo que resulta en daños o fallas del banco de capacitores debido a sobrecorriente o sobretensión;
3. El motor vibra debido al par pulsante, lo que afecta la calidad del producto y la vida útil del motor;
4. Debido a las corrientes parásitas y al efecto superficial, los motores, transformadores, líneas de transmisión, etc. producirán pérdida de energía adicional y sobrecalentamiento, desperdiciarán energía eléctrica y acelerarán el envejecimiento del aislamiento;
5. El voltaje armónico mejora la intensidad del campo eléctrico del medio aislante al ser proporcional a su voltaje máximo y reduce la vida útil del equipo;
6. La corriente armónica de secuencia cero (múltiples veces de 3) causará que la línea central del sistema trifásico de cuatro cables se sobrecargue y producirá una corriente de circulación en el devanado del transformador de la conexión triangular, de modo que la
corriente del devanado excede el valor nominal, e incluso provocar un accidente en casos graves. 7. Los armónicos cambiarán las características de acción del relé de protección, provocarán el mal funcionamiento de las instalaciones de protección del relé y provocarán que se desordene el funcionamiento de dispositivos automáticos como la protección del relé;
8. El cambio armónico cambia la tasa de cambio y el valor máximo de voltaje o corriente, retrasa la extinción del arco y afecta la capacidad de corte del disyuntor;
9. Hacer que el instrumento de medición, especialmente el medidor de energía eléctrica por inducción, produzca errores de medición;
10. Interfiere con equipos electrónicos de potencia, equipos de control industrial y equipos de comunicación cercanos, y afecta el funcionamiento normal del equipo.