濾波器

濾波器是一種選頻裝置，可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。換句話說，凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器。濾波器，是對(duì)波進(jìn)行過濾的器件?！安ā笔且粋€(gè)非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時(shí)間函數(shù)，稱之為各種物理量的時(shí)間波形，或者稱之為信號(hào)。因?yàn)樽宰兞繒r(shí)間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時(shí)間信號(hào)，又習(xí)慣地稱之為模擬信號(hào)(Analog Signal)。濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念，在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動(dòng)的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。

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無(wú)源濾波器

無(wú)源濾波器是利用電阻、電抗器和電容器元器件構(gòu)成的濾波電路。諧振頻率時(shí)，電路阻抗值，非諧振頻率時(shí)，電路阻抗比很大，將電路元器件數(shù)值調(diào)整到某一特征諧波頻率，則能濾除該次諧波電流；當(dāng)若干諧波頻率的調(diào)諧電路組成在一起，則能濾除對(duì)應(yīng)的特征諧波頻率，通過低阻抗旁路實(shí)現(xiàn)對(duì)主要次數(shù)諧波（3、5、7）的過濾。主要原理就是針對(duì)不同次數(shù)諧波，設(shè)計(jì)該諧波頻率的阻抗為很小，實(shí)現(xiàn)諧波電流的分流效應(yīng)，即為預(yù)濾除的高次諧波提供旁路通道，實(shí)現(xiàn)凈化波形。

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無(wú)源濾波器按接線形式可分為電容濾波器、電廠濾波電路、L型RC濾波電路、π形RC濾波電路、多節(jié)π形RC 濾波電路、π形LC濾波電路。按功能可分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器。無(wú)源濾波器具有如下優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu) 形式簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用低，能夠補(bǔ)償系統(tǒng)中的無(wú)功分量、改善電網(wǎng)功率因數(shù)；工作穩(wěn)定性較高、維護(hù)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等，在有源濾波器出現(xiàn)以前被廣泛采用。無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)也有很多方面：受電網(wǎng)參數(shù)的影響較大，系統(tǒng)阻抗值和主要次數(shù)諧振頻率往往隨著工況發(fā)生變化；諧波濾除的頻帶也較窄，只能濾除主要次數(shù)的諧波，或因發(fā)生并聯(lián)諧振，放大一些次數(shù)的諧波；濾波和無(wú)功補(bǔ)償及調(diào)壓之間的協(xié)調(diào)較困難 ；隨著流經(jīng)濾波器的電流升高，可能造成設(shè)備過負(fù)荷運(yùn)行；耗材多，重量和體積都較大；運(yùn)行穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。因此，整體性能更優(yōu)的有源濾波器得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

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有源濾波器

有源濾波器主要作用不僅能動(dòng)態(tài)并抑制諧波，而且可以補(bǔ)償電網(wǎng)中較低的無(wú)功分量。它能夠?qū)Ψ岛皖l率都波動(dòng)的高次諧波分量進(jìn)行補(bǔ)償，以及對(duì)變化的系統(tǒng)無(wú)功分量進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，克服了傳統(tǒng)型式諧波治理方案和無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，達(dá)到了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償?shù)男Ч?。APF的基本原理是檢測(cè)當(dāng)前系統(tǒng)的電壓和電流信號(hào)，通過指令電流運(yùn)算電路的運(yùn)算，產(chǎn)生補(bǔ)償電流信號(hào)，并將其指令由補(bǔ)償電流發(fā)生電路按諧波信號(hào)放大，從而得到補(bǔ)償電流，再與系統(tǒng)中的高次諧波分量及無(wú)功等電流抵消，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)波形的正弦化，濾除電網(wǎng)諧波，提高電能質(zhì)量。有源濾波器和無(wú)源濾波器的區(qū)別，在于需要電源供電，且既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路是有源濾波器的兩個(gè)重要組成部分。指令電流運(yùn)算電路的作用是檢測(cè)出系統(tǒng)所需補(bǔ)償?shù)闹C波分量和無(wú)功分量等。補(bǔ)償電流發(fā)生電路的作用是按照上述檢測(cè)到的諧波分量和無(wú)功分量，發(fā)出補(bǔ)償電流指令，產(chǎn)生能夠抵消的補(bǔ)償電流，它主要由三部分構(gòu)成 ：電流跟蹤控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路。

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