有源电力滤波器和无源的区别

随着国内外电力电子技术的发展,大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等,故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出,全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热,使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏;

有源电力滤波器应用 随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出，全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏；对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害，严重时会引发设备误动作，造成重大事故；谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。

在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出，严

有源电力滤波器的基本原理和分类

1．有源电力滤波器的基本原理

有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。

图1 有源滤波器示意图

指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。

有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型有源滤波器(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。而电流型有源滤波器在工作时需对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。电流型有源滤波器由于电流

有源电力滤波器的基本原理和分类

1．有源电力滤波器的基本原理

有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。

图1 有源滤波器示意图

指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。

有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型有源滤波器(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。而电流型有源滤波器在工作时需对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。电流型有源滤波器由于电流

有无源滤波器的区别与联系

有源电力滤波器

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。

谐波是怎么产生的？

谐波的产生是由于正弦波电压施加在非线性负载上，电流就变成了非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生降压，会使电压波形也变成非正弦波。如今在通讯、半导体、石化、化纤、钢铁中加热炉和汽车制造等行业中广泛使用的负载大部分为非线性负载，如变频调速设备、整流器、不间断电源、开关电源、电弧炉、焊接设备、电脑、电梯、变频空调、节能灯和复印机等等。由于这些非线性负载所产生的大量谐波电流涌入电网中，导致电压波形发生畸变现象。这种谐波污染对电网和用户产生了严重的危害。 谐波的危害

1、造成电缆、电动机和变压器过热

引言

模拟电子技术课程设计是一门独立设课、有独立学分的实践性课程，同“模拟电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“模拟电子技术实验”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程，培养、启发学生的创造性思维，进一步理解电子系统的概念，掌握小型模拟电子系统的设计方法，掌握小型模拟系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型模拟电子系统。

目录

引言................................................................ 1 模拟电子技术课程设计任务书.......................................... 3 长沙学院课程设计鉴定表............................. 错误！未定义书签。 一 电路原理及其介绍................................................. 4

1. 什么是滤波器 ................................................. 4 2. 什么是低通滤波器 ..........

长 沙 学 院

数电课程设计说明书

题目 无源滤波器设计 系

(

部

)

电子与通信工程系 专业(班级) 11级电子信息工程1班

姓名 李治兵 学号 2011026115 指导教师 龙英、刘亮、陈希 起

止

日

期

2012.12.24-2012.12.30

1

数字电子技术课程设计任务书(11)

系（部）：电子与通信工程系 专业：电子信息工程 指导教师：龙英

课题名称 无源滤波器设计 1. 技术参数 1) 了解4种无源滤波器的功能，熟悉无源滤波器的构造。 设2) 根据测试数据，简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能； 计3) 采用Multisim软件完成4种滤波器电路设计，要求仿真通过： 内a).低通滤波器 b).高通滤波器 c).带通滤波器 d).带阻滤波器 容2. 设计要求 及(1)求出所设计滤波器各参数： 要低通滤波器、高通滤波器：截止频率。 求 带通滤波器、带阻滤波器：中心频率、带宽、品质因素。 (2)计算并选择电路元件及参数； (3)仿真调试电路； (4)撰写设计报告及使用说明书。 设1、系统整体设计； 计2、系统设计及仿真； 工3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示； 作

烟台大学文经学院毕业论文（设计）

[摘要]谐波电流的存在，对电力系统是一种“污染”。目前，消除谐波电流的方法主要是有源电力滤波器（APF）、无源电力滤波器（PPF）和混合型有源电力滤波器（HAPF）。有源电力滤波器是一种无功补偿装置，可对谐波、无功电流以及负序电流实现实时、准确的补偿。本文以并联型APF作为研究对象，系统地分析并联型APF的工作原理、补偿特性等问题。深入研究了基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测的ip?iq法，对并联型有源电力滤波器的三角波载波控制策略也进行了研究，本文还利用MATLAB/SIMULINK进行了并联型有源电力滤波器的仿真，仿真结果显示有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的动态补偿作用。

[关键词]:并联型有源电力滤波器；三角波载波控制；谐波电流检测；MATLAB

烟台大学文经学院毕业论文（设计）

Abstract:The presence of harmonic current on the power system is a “pollution”.At present,methods to eliminate the harmonic current is the active power filt

. . .

.. .. 低通无源滤波器仿真与分析

一、滤波器定义

所谓滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，对输入或输出的信号中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。一般可实为一个可实现的线性时不变系统。

二、滤波器的分类

常用的滤波器按以下类型进行分类。

1)按所处理的信号：

按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。

2)按所通过信号的频段

按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。

低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。

高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。

带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。

带阻滤波器：它抑制一定频段的信号，允许该频段以外的信号通过。

3)按所采用的元器件

按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。

无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起

本文分析了煤矿电网谐波的产生及危害。在此基础上,对无源滤波器进行了分析和仿真

维普资讯

上¨=, j 上T L= 1=.『上T 、善r T三无源滤波器的参数计算；享毒这从单调谐滤波器为例对无源滤波器的参数计算进行说明。 调谐在 n次谐波频率的单调谐电力滤波器，由于系统的谐波电压最终要被限制在很小的数值内，可以忽略，认为系统交流母线上只含基波分量 U。因此滤波支路除

滤波器分析与仿真王珂’周二磊’刘彬’娄春波’毛江赵云1、

上

流过 n谐波电流，次外，流过由 U引起还的基波电流 1.,,即：

2

、

中国矿业大学信电学院 2 0 8 2 0 1中国矿业大学资源学院 2 1 0 2 8 0

通 l l蕞 l 0 l l l

l _ 1 _二无源滤波器无源滤波器也称 L C滤波器，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置，与谐波源并联为特定频率的喈波电流提供低阻通道。除了滤波作用外，无

本文分析了煤矿电网谐波的产生及危害。在此基础上，对无源滤波器进行了分析和仿真

滤波器支路的安装容量应为基波无功容量 Q。与谐波无功容量 Q之和，即： -

￣,

￣一 LI- L-

—

.

nw I L

() …2

滤波支路输出的基波无功容量为：=

煤矿电网；无源

有源低通滤波器设计

要求：

⒈ 设计一个截止频率fo为1000HZ的1阶有源低通滤波器（提示：集成运放使用μА741、取电容C=0.01uf，其他元件参数自行考虑）。要求：①设计的电路、标明元件参数；②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真 ，测试1阶电路对应的幅频特性曲线。

⒉ 设计一个截止频率fo为1000HZ的2阶有源低通滤波器（提示：集成运放使用μА741、设计系数α=1.414，即Q=0.707、R1=R2=R,C1=C2=C,取电容C=0.01uf，其他元件参数自行考虑）。要求：①设计的电路、标明元件参数；②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真 ，测试2阶电路对应的幅频特性曲线。书写Pspice实践练习报告（自行）。

（一）Pspice简介

Pspice是由SPICE（Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。Pspice软件是一个通用的电路分析程序，它可以仿真和计算电路的性能。由于该软件提供了丰富的元件库，使得各种常用元器件随手可得，在软件上我们可以搭接任何模拟和数字或者数模混合电路。该软件使用的编