有源电力滤波器操作培训ppt课件
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有源滤波器原理PPT课件

f
f0
f0
当 f fp 时,上式分母的模 1 ( fp )2 j3 fp 2
f0
f0
解得截止频率
fp
53 2
7
f0
0.37
f0
0.37 2π RC
与理想的二阶波特图相比,在超过 f0 以后, 幅频特性以-40 dB/dec的速率下降,比一阶的下
降快。但在通带截止频率 fp f0之间幅频特性
解得:
R1 5.51 R, Rf 3.14 R, R 3.9 k
R1 5.51 R 5.513.9 k 21.5k Rf 3.14 R 3.143.9 k 12.2 k
图13.16二阶压控型LPF
第26页/共27页
谢谢您的观看!
第27页/共27页
有源滤波器实际上是一种具有特定频率响 应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加
一些R、C等无源元件而构成的。
通常有源滤波器分为: 低通滤波器(LPF) 高通滤波器(HPF) 带通滤波器(BPF) 带阻滤波器(BEF)
它们的幅度频率特性曲线如图13.01所示。
第3页/共27页
图13.01 有源滤波器的频响
• 13.2.1 低通滤波器的主要技术指标 • 13.2.2 简单一阶低通有源滤波器 • 13.2.3 简单二阶低通有源滤波器 • 13.2.4 二阶压控型低通有源滤波器 • 13.2.5 二阶反相型低通有源滤波器
第6页/共27页
13.2.1 低通滤波器的主要技术指标
(1)通带增益Avp
通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大 倍数,如图13.03所示。性能良好的LPF通带内 的幅频特性曲线是平坦的,阻带内的电压放大 倍数基本为零。
VN s
《有源电力滤波器》课件

有源电力滤波器具有较高的 滤波效率和较低的损耗,能 够有效滤除电力供应中的噪 声和干扰。
有源电力滤波器的工作参数 和滤波特性可以根据需要进 行调节和优化,适应不同应 用环境。
有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器通过电子元器件和控制电路的组合,实现对所需频率信号进行选择性传递和干扰抑制。
1
输入信号
有源电力滤波器将输入信号分解为不同频率
滤波电路
2
的成分。
滤波电路根据预设的频率响应特性,对目标
频率信号进行滤波处理。
3
输出信号
滤波电路输出滤波后的信号,实现对噪声和 干扰的抑制。
有源电力滤波器的应用领域
有源电力滤波器广泛应用于以下领域:
电力系统
用于净化电力供应,保障电力系统的稳定运行。
工业设备
用于电力负载的滤波和干扰抑制,提高设备运行的 可靠性。
有源电力滤波器的优缺点及改进方法
有源电力滤波器具有以下优点和缺点:
优点
• 主动滤波的能力。 • 较高的滤波效率。 • 灵活性和可调节性。
缺点
改进方法
• 较高的成本。 • 对电源系统稳定性的依赖性。 • 对温度和环境变化的敏感性。
• 优化控制电路和电子元器 件选择。
• 提高系统的稳定性和可靠性。 • 增强温度和环境适应能力。
总结
有源电力滤波器是一种重要的电子滤波装置,通过主动控制电路实现对电力 供应中的噪声和干扰的滤除,具有高效性能和灵活性。它广泛应用于电力系 统、工业设备、通信设备和医疗器械等领域,但也存在成本高、稳定性和环 境适应能力等挑战。通过优化设计和改进方法,可以进一步提高有源电力滤 波器的性能和可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
频率响应
《有源滤波器》PPT课件

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8
不同阶数的低通滤波器的幅频特性
2021/1/14
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9
滤波器的传递函数
❖ 可把高阶函数分解成多个二阶函数(当 n为偶数)或分解成一个一阶函数和多 个二阶函数(当n为奇数),所以一个n 阶的滤波器可用多个二阶滤波器或一个 一阶滤波器和多个二阶滤波器级联而得 到,因此一阶和二阶滤波器是最基本的 滤波器 。
2021/1/14
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2
有源滤波器分类
❖ 低通滤波器(Low Pass Filter 简称LPF) ❖ 高通滤波器(High Pass Filter 简称HPF) ❖ 带通滤波器(Band Pass Filter 简称BPF) ❖ 带阻滤波器(Band Elimination Filter 简称
2021/1/14
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24
滤波器的灵敏度S
❖ 灵敏度是标志滤波器性能质量的重要参数,其定
义为:
Sxy
dy/ y dx/ x
❖ 式中,y表示滤波器的某个滤波参数;x表示组成 滤波器的某个元件的参数。上式表示,灵敏度是 指滤波器电路中元件数值的变化所引起的滤波器 特性参数的变化。
❖ 灵敏度是衡量滤波器性能稳定性的重要指标,滤 波器电路的灵敏度越低,性能稳定性越好。
BEF)
2021/1/14
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3
高通滤波器(HPF)
通带增益
2021/1/14
截止频率
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4
低通滤波器(LPF)
通带增益
2021/1/14
截止频率
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5
带通滤波器(BPF)
带宽
固有频率 中心频率
有源滤波器知识培训

· 光伏并网逆变器 · 新能源汽车充电机 · 储能逆变器 · 有源滤波器 ·能源管理系统
二 产品简介
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APF工作原理
工作原理: 有源电力滤波器通过外部电流互感器,实时检测负载电流,并
通过内部DSP计算,提取出负载电流的谐波成分,然后通过PWM 信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相 等,方向相反的谐波电流注入电网中,达到滤波的目的。
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一 基本知识
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谐波
• 非线性负荷吸收的电流发生波形畸变,且 导致端电压波形畸变。 • 这种周期性的畸变波形可按基频(50Hz)展 开成傅里叶级数形式,其大于基频的分量即 为谐波。
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谐波源
• UPS • 开关电源
数据 机房
• 变频器 • 中频炉
工业 场合
• 空调 • 电梯
办公 场合
其他
• 可控硅 • 工业照明
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第二步:方案
方案制作要点
分析谐波大小及分布 分析其他电能质量设备(无功补偿、无源滤波) 确定安装地点(电气位置、三种补偿方式) 确定安装容量(根据每个点的谐波含量) 确定工程安装位置及布线(依据现场情况) 工程统筹(所需工具等)
《有源滤波器》课件 (2)

相位校正电路可用于修正有源滤波器的相位响应,通常用于仪器仪表、通信 电路和自适应滤波等领域。它主要由两个电阻组成,具有调节频率响应的作 用。
有源滤波器与被动滤波器的对比
有源滤波器
• 使用放大器 • 增益高、精度高 • 带宽可调 • 需要电源 • 可自激震荡 • 使用符号法分析
被动滤波器
• 使用电阻和电容器 • 增益低、精度低 • 带宽固定 • 不需要电源 • 不会自激震荡 • 使用网络分析法
有源带通滤波器电路图
将一定范围内的中频信号通过,而削减高低频 信号。常用于收音机和通信设备中。
有源带阻滤波器电路图
削减一定范围内的信号,而通过高低频信号。 常用于降噪和信号抑制。
有源滤波器的工作原理
1
正反馈
有源滤波器通过将信号引入放大器并将放大的信号输出到电阻器和电容器等元件 上,实现对信号的滤波。这是利用正反馈实现的。
分类
有源滤波器的分类包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器 和陷波器等。这些滤波器的分类基于它们在频率域中对信号的响应。
常见的有源滤波器电路图
有源低通滤波器电路图
将低频信号通过,而削减高频信号。常用于音 频的控制和处理。
有源高通滤波器电路图
将高频信号通过,而削减低频信号。常用于信 号的分离和滤波。
有源滤波器的实验设计与操作技巧
1 实验设计
有源滤波器实验需要注意的事项是:正确连接电路、选择滤波器类型、选择合适的元器 件、选取适当的放大倍数和调整直流偏置。
2 操作技巧
有源滤波器操作的技巧有:合理调整电路参数、对信号进行采样、选择合适的测试仪器 和分析工具,以及学会分析和解决实验中的问题。
2
Resonance
有源滤波器与被动滤波器的对比
有源滤波器
• 使用放大器 • 增益高、精度高 • 带宽可调 • 需要电源 • 可自激震荡 • 使用符号法分析
被动滤波器
• 使用电阻和电容器 • 增益低、精度低 • 带宽固定 • 不需要电源 • 不会自激震荡 • 使用网络分析法
有源带通滤波器电路图
将一定范围内的中频信号通过,而削减高低频 信号。常用于收音机和通信设备中。
有源带阻滤波器电路图
削减一定范围内的信号,而通过高低频信号。 常用于降噪和信号抑制。
有源滤波器的工作原理
1
正反馈
有源滤波器通过将信号引入放大器并将放大的信号输出到电阻器和电容器等元件 上,实现对信号的滤波。这是利用正反馈实现的。
分类
有源滤波器的分类包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器 和陷波器等。这些滤波器的分类基于它们在频率域中对信号的响应。
常见的有源滤波器电路图
有源低通滤波器电路图
将低频信号通过,而削减高频信号。常用于音 频的控制和处理。
有源高通滤波器电路图
将高频信号通过,而削减低频信号。常用于信 号的分离和滤波。
有源滤波器的实验设计与操作技巧
1 实验设计
有源滤波器实验需要注意的事项是:正确连接电路、选择滤波器类型、选择合适的元器 件、选取适当的放大倍数和调整直流偏置。
2 操作技巧
有源滤波器操作的技巧有:合理调整电路参数、对信号进行采样、选择合适的测试仪器 和分析工具,以及学会分析和解决实验中的问题。
2
Resonance
有源电力滤波器课件

与有源电力滤波器并联的小容量一阶高通滤波器
(或者二阶),用于滤除APF所生的补偿电流中开关 频率附近的谐 波。
其补偿电流基本上由APF提供,这是有源电力滤 波器中最基本的形式,也是目前应用最多的一种。
图6.3 单独使用的并联型
这种补偿方式可用于:
有源电力滤波器
(1) 只补偿谐波;
(2) 只补偿无功功率,补偿的多少可以根据需要连续调节;
第六章有源电力滤波器
式(6-2)可表示为:
式(6-4)中k为频率系数,如k=0对应直流分量变换项,k=3对应三次 谐波变换项。由此,可以根据对特定次谐波进行补偿的要求,只作相应次 数的傅利叶变换。
此外,根据正余弦项初始相位的不同,还可得到基波无功和基波有功 分量。如,当采样与输入正弦信号同步时,则基波余弦的傅利叶反变换项 就对应于无功补偿电流。若要补偿谐波和无功,可用负载电流信号减去基 波有功分量得到补偿电流指令。
第六章有源电力滤波器
式中, ——神经元的阈值; ——神经元的输入,它由参考输入和其当前时刻以前的值组成
; ——迭代次数。
检测电路的输出为:
和 的调节采用Delta算法来进行。调节公式为:
式中, ——学习率
第六章有源电力滤波器
将上两式两端同除以输入信号的采样周期T,可得:
若T取得足够小,可将离散变量看成连续变量,则可分别变换为 : 积分得:
指令电流运算电路的作用是根据APF的补偿目的得出补偿电流的指令信号,即
期望由APF产生的补偿电流信号。
具体而言,补偿目的大体上可分为以下几种:
(1) 只补偿谐波;
(2) 只补偿无功功率;
(3) 同时补偿谐波和无功功率;
以作为负载的三相桥式全控整流器的触发延迟角
《有源滤波器知识》PPT课件

模拟电子技术基础
故 滤波器的通频带宽
Q值越大,通频带越窄,滤波器 的选择性越强。
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模拟电子技术基础
A( j )
20lg |
| / dB
A0
0
带通滤波器 的幅频特性
0.5
1
–20
2
5
–40 0.1
Q=10
1
上页
w /wo
下页 返回
模拟电子技术基础
2.二阶带阻有源滤波器 (1) 电路组成
故 传递函数
其中:
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模拟电子技术基础
b. 频率特性
将s=jw 代入式
得滤波器的频率特性
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模拟电子技术基础
c. 滤波器的幅频特性
幅频特性分析 (a) 当 时,
(b) 当
时,
(c) 当
时,
电路具有带阻特性
为中心角频率
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模拟电子技术基础
d. 滤波器的阻带 令
组成: 由电阻、电容、电感等无源器件组成。
优点
电路简单 高频性能好
C
R
RL
工作可靠 通带信号有能量损耗
无源高通滤波器
缺点 负载效应比较明显
体积和重量比较大,电感还会引起电磁干扰。
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模拟电子技术基础
(b) 有源滤波器 组成:由电阻、电容和有源器件(如集成运放)组成。
电路体积小、重量轻。
_
(2) 电路分析
a. 电路的传递函数
–
+
+
_
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模拟电子技术基础
式中 故
Z1(s)
+ _
有源滤波器.ppt

5
APF的发展
20世纪80年代末至今,APF一直是电力电子 技术领域的研究热点之一,关于APF的论文在 国际刊物和学术会议上不断发表,这些论文从 APF的主电路结构、谐波电流检测、电流跟踪 控制等方面进行研究和改进。为适应不同的补 偿对象和实现补偿的多功能化,先后提出了并 联型结构、串联型结构和混合型结构等。
串并联型有源滤波器
这种有源滤波器的主要缺点是控制复杂,造价较高
16
混合型APF
混合型有源滤波器是在串 联型有源滤波器的基础上 使用一些大容量的无源L- C滤波网络来承担消除低次 谐波,进行无功补偿。
14
串联型APF
通过一个匹配变压器将有 源滤波器串联于电源和负 载之间,消除电压谐波, 平衡或调整负荷的端电压。
串联型有源滤波器
与并联型相比,串联型有源滤波器损耗较大,各种 保护电路也较复杂
15
串并联型APF
组合了串联、并联型 有源滤波器的优点, 能解决大部分电能质 量问题,又称为统一 电能质量调节器 (UPQC)
6
APF的发展
APF 在 国 外 已 经 进 入 工 业 实 用 化 阶 段 。 世界上APF的主要生产厂家有日本三菱电 机公司、美国西屋电气公司、德国西门子 公司等。
APF 技 术 在 日 本 已 经 成 熟 , 已 有 1000 多 台投入市场,容量越来越大,已经发展到 MV·A等级,功能也越来越丰富,除补偿 谐波外,还补偿基波无功、平衡三相电压, 抑制电压波动和闪变等功能
11
APF的基本结构和原理
按照联结方式确定APF的种类 1.并联型APF 2.串联型APF 3.串并联型APF 4.混合型APF 按照储能元件确定APF的种类 电压型APF(储能元件为电容) 电流型APF(储能元件为电感)
APF的发展
20世纪80年代末至今,APF一直是电力电子 技术领域的研究热点之一,关于APF的论文在 国际刊物和学术会议上不断发表,这些论文从 APF的主电路结构、谐波电流检测、电流跟踪 控制等方面进行研究和改进。为适应不同的补 偿对象和实现补偿的多功能化,先后提出了并 联型结构、串联型结构和混合型结构等。
串并联型有源滤波器
这种有源滤波器的主要缺点是控制复杂,造价较高
16
混合型APF
混合型有源滤波器是在串 联型有源滤波器的基础上 使用一些大容量的无源L- C滤波网络来承担消除低次 谐波,进行无功补偿。
14
串联型APF
通过一个匹配变压器将有 源滤波器串联于电源和负 载之间,消除电压谐波, 平衡或调整负荷的端电压。
串联型有源滤波器
与并联型相比,串联型有源滤波器损耗较大,各种 保护电路也较复杂
15
串并联型APF
组合了串联、并联型 有源滤波器的优点, 能解决大部分电能质 量问题,又称为统一 电能质量调节器 (UPQC)
6
APF的发展
APF 在 国 外 已 经 进 入 工 业 实 用 化 阶 段 。 世界上APF的主要生产厂家有日本三菱电 机公司、美国西屋电气公司、德国西门子 公司等。
APF 技 术 在 日 本 已 经 成 熟 , 已 有 1000 多 台投入市场,容量越来越大,已经发展到 MV·A等级,功能也越来越丰富,除补偿 谐波外,还补偿基波无功、平衡三相电压, 抑制电压波动和闪变等功能
11
APF的基本结构和原理
按照联结方式确定APF的种类 1.并联型APF 2.串联型APF 3.串并联型APF 4.混合型APF 按照储能元件确定APF的种类 电压型APF(储能元件为电容) 电流型APF(储能元件为电感)
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•检查印制电路板上器件有无异常; •检查风机工作是否正常; •检查完毕后,接通电源; •充电:(接通电源后,将空气断路器合闸)顺时针旋转 “急停”按钮,主电路会向直流侧电容充电,直流侧电压稳 定后,约为750V,此时滤波器应设置为“待机状态” ; •运行滤波器。
常见故障
• 过温度保护 有源滤波器内部功率半导体部分温度超过85±2º C时,滤波器 自动切断主回路,操作面板上“故障”灯亮,液晶显示面 板提示过热故障。 处理方法:检查滤波器风机是否正常;清理散热器及通风口; 周围环境温度是否过高。 • 直流母线过压保护 直流母线电压超过830V值时,滤波器自动切断主回路,操作 面板上“故障”灯亮,液晶显示面板提示过压故障。 处理方法:检查是否有电路板损坏;检查是否有IGBT损坏; 电网是否大幅度波动。 • 变流器过流 有源滤波器变流器输出电流超过IGBT额定电流时,将由驱动 模块报出故障,同时滤波器自动切断主回路,操作面板上 “故障”灯亮,液晶显示面板提示过流故障。 处理方法:检查是否有电路板损坏;检查是否有IGBT损坏。
相序检查 • 输入电压必须是正相序(A → B → C →A)连接。错相会造成 滤波器不能正常运行! 检查相序办法:①查线:滤波器的相序与电网相序一致; ②用 相序表检查。
•
互感器检查 启动滤波器 • • 自动运行:闭合断路器,整机上电;有源滤波器自动运行,液晶左 上角显示“运行/自动”。 手动运行:闭合滤波器的断路器,整机上电;轻按液晶显示面板中 的“运行/停止”键,液晶显示界面中的“待机/手动”变为“运行/ 手动”,即可;
定期维护程序
每半年或更频繁些,应清洁和检查滤波器设备。按以下步骤进行清洁和 检查。 •按下控制箱上的“急停”按钮,断开滤波器的进线断路器,在 配电处关掉电源,确保电源不会被意外送上; •电源断开10分钟后,检查功率模块部分的电解电容器上的电压 应低于36V直流电压,如未满足上述条件,请不要在滤波器内进 行任何工作; •将滤波器里的灰尘吹掉; •检查控制连线有无松动现象; •检查电气和机械连接牢固性; •检查所有导线有无各种原因引起的损伤现象; •检查印制电路板上器件有无异常;
调试记录说明(详见《现场安装调试记录》)
设备维护及常见故障
日常维护
•检查断路器(如果断路器出现异常断开,禁止直接闭合断路器,首
先检查是否滤波器内部电路发生损坏等);
•检查所有电力接驳点的松紧; •检查隔离开关的接驳点及操作;
•检查周边温度;
•检查设备通风情况,清理风扇网罩上的积尘。
设备维护及常见故障
有源电力滤波器操作培训
报告人:高鹏
报告日期:2010年3月
培训大纲:
有源滤波器组成及功能 液晶界面及参数说明 现场操作及调试记录
设备维护及常见故障
有源滤波器组成及功能
如图所示,有源电力滤波器电路结构包括主电路、驱动电路、 电流跟踪电路和指令运算电路 :
主电路
•)、电解电容(C1-C4)和滤波电容(C5-C8)组成; •主电路采用主电路由断路器(QF1)、交流接触器(KM1、KM2)、进线电感(L1L3)、PWM变流器(N1-N3三相全桥电压型PWM变流器; •电解电容用来储存直流侧能量; •滤波电容的作用的滤出直流侧的毛刺; •进线电感的作用在于PWM变流器的输出电压和电网电压的差值作用其上产生 补偿电流。
继电回路
•APF有源电力滤波器继电回路包括继电控制、电源系统和同步信号三部分。 •电源系统主要是给控制系统供电,它由进线变压器、交流滤波器、开关电源、 负载电流转接板组成。 •电源系统的变压器有两路输出,其分别给冷却系统(220V)、控制回路和继 电回路供电(40V); •变压器为400V/220V及400V/40V,用来把电网电压降压使用,防止电源系统 在高压环境下不能正常使用,它的另外一个作用就是隔离电源系统与电网; •滤波器主要是滤除进线电压的谐波成分,使得供电电源更好的工作,并且能 够改善电源部分的电磁干扰; •继电回路由主接触器、急停按钮、负载电流转接板、显示灯; •继电控制是控制系统与继电回路的联系,它用来传递启动、故障等信号。 •同步信号由一个同步变压器提供。
稳压试验 启动滤波器后,滤波器应处于“待机状态”同时监测直流侧电压和主 回路电流: •。 带载试验 通过调整滤波器设置参数,使电网侧谐波电流滤除到最小。
停止滤波器
• 自动运行:轻按液晶显示面板中的“运行/停止”键,液晶显示界面 中的“运行/自动”变为“待机/自动”;按下控制箱上的“急停” 按钮,控制箱上的“故障/急停”灯亮;分断断路器,停止整机供电。 手动运行:轻按液晶显示面板中的“运行/停止”键,液晶显示界面中 的“运行/手动”变为“待机/手动”;按下下控制箱上的“急停” 按钮,控制箱上的“故障/急停”灯亮;分断断路器,停止整机供电。
元器件构成
前视图
后视图
液晶界面及参数说明
用户操作界面
操作面板
APF有源电力滤波器液晶操作按键有:ON/OFF键、K1、K2、K3、K4、及四个 功能键。
调试操作界面
现场操作及调试记录
滤波器现场运行操作顺序 安装检查 • • • • • • • • 检查滤波器机柜是否安装平稳; 检查滤波器的安装电缆及电流互感器的电流采样线是否牢固; 检查机柜及电流互感器的接地线是否准确、牢固; 检查输入接线端子-断路器-主接触器-电抗器-功率模块的连接是否牢固; 检查功率模块的螺丝是否牢固; 检查功率模块各部分的连接线是否牢固; 检查液晶显示盒是否有连接线脱落; 检查完毕后进入相序检查阶段。
驱动电路
•驱动电路由电源部分、驱动部分、保护部分组成: •电源用来提供驱动模块正常工作时电源; •驱动部分包括驱动模块和相关的外围电路; •保护部分主要是检测PWM变流器的电流和温度信号,必要时停止PWM变流器。
控制系统
液晶显示
• • • • • • • • • 有源滤波器液晶显示功能如下: 电网电压; APF电流; 负载电流; 信息查询; 网侧功率及功率因数; 电网电流、网侧各次谐波电流、频谱; 有源滤波器运行模式设置、补偿方式设置、时间设置。 为了实现以上功能,液晶显示由LCM控制板、按键和液晶屏组成。