Prólogo
Todos sabemos que los armónicos tendrán distintos grados de impacto en las redes eléctricas públicas, los equipos eléctricos y los sistemas de comunicación. Los armónicos en la red eléctrica provocarán pérdidas adicionales en el motor, aumentarán la vibración mecánica, el ruido y la sobretensión, y provocarán un sobrecalentamiento local severo del transformador. Los armónicos provocan que los condensadores, cables y otros equipos se sobrecalienten, envejezcan el aislamiento, acorten su vida útil e incluso causen daños. Los armónicos pueden provocar resonancia local paralela y resonancia en serie en la red eléctrica pública, amplificando así los armónicos e incluso provocando accidentes graves. En la actualidad, una mejor solución a los armónicos es introducir un filtro de potencia activo APF, que consta de dos partes principales: un circuito de cálculo de corriente de comando y un 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 y la envía a un procesador de señal digital (DSP) de alta velocidad para procesar la señal y separar los armónicos de los fundamentales. onda y utiliza la forma de señal de modulación de ancho de pulso (PWM) envía pulsos de conducción al circuito generador de corriente de compensación para impulsar el módulo de potencia IGBT o IPM para generar una corriente de compensación con la misma amplitud y polaridad opuesta que la corriente armónica de la red e inyectarla en la red para compensar o compensar la corriente armónica y eliminarla activamente. A través del siguiente contenido, los lectores aprenderán sobre las clasificaciones comunes de filtros de potencia activos.
Según la clasificación de los componentes de almacenamiento de energía de CC de potencia activa
Según los diferentes componentes de almacenamiento de energía del lado de CC del circuito principal del filtro de potencia activa, se puede dividir en tipos de filtros de potencia activos APF Existen: tipo de tensión APF y tipo de corriente APF. El APF de tipo voltaje utiliza un condensador grande como elemento de almacenamiento de energía conectado al lado de CC del convertidor, y su función es equivalente a una fuente de voltaje. El APF de tipo corriente conecta principalmente un inductor al lado de CC del convertidor como energía. Elemento de almacenamiento, y sus funciones son tales como Actúa como una fuente de corriente controlable para compensar las corrientes armónicas generadas por cargas no lineales. Los diagramas de estructura de los APF de tipo voltaje y corriente son los siguientes:
Las ventajas del APF de tipo voltaje son una baja pérdida de conmutación y una alta eficiencia de filtrado. Es la estructura de circuito principal utilizada por la mayoría de los APF. El APF de tipo corriente genera directamente corriente armónica, que no solo puede compensar los armónicos normales, sino también los armónicos fraccionarios y los armónicos de orden ultra alto, y no causará fallas de cortocircuito debido al paso directo de la red principal. Dispositivo de conmutación de circuitos. Por lo tanto, tiene grandes ventajas en confiabilidad y ventajas en protección.
Clasificación según la forma de conexión a la red eléctrica
Según las diferentes formas de conexión a la red eléctrica, los filtros de potencia activos se dividen principalmente en APF paralelo, APF serie y APF híbrido.
Filtro activo paralelo
El APF paralelo conecta principalmente el circuito principal y la carga del filtro de potencia activo a la red eléctrica en paralelo. Compensa el tipo de corriente inyectando corriente de compensación armónica. , corrientes reactivas y de secuencia negativa de la carga. En la actualidad, el filtro activo paralelo es técnicamente relativamente maduro y también es la estructura de topología de filtro activo más utilizada. Su diagrama de estructura es el siguiente:
Filtro activo en serie
La serie APF se utiliza principalmente para eliminar el impacto de las fuentes de armónicos de tipo voltaje en el sistema, y lo que fluye por él es Normal Corriente de carga, por lo que la pérdida es mayor, por lo que generalmente se usa menos. Y los diversos circuitos de protección también son relativamente complejos, por lo que rara vez se estudia el filtro activo en serie utilizado solo, y la mayoría de ellos se estudian como parte del filtro activo híbrido. Su diagrama de estructura es el siguiente:
Filtro activo híbrido
Dado que el voltaje fundamental de la fuente de alimentación de CA se aplica al convertidor directamente o a través de un transformador, y la corriente de compensación es básicamente Se proporciona el convertidor, por lo que se requiere que el convertidor tenga una gran capacidad. Para superar este inconveniente, se propone un APF mezclado con un filtro pasivo. En comparación con los filtros de potencia activos, los filtros pasivos tienen las ventajas de una estructura simple, bajo costo y fácil implementación, mientras que los filtros de potencia activos tienen la ventaja de un buen rendimiento de compensación. El uso combinado de los dos puede superar el problema de los filtros de potencia activos. de gran capacidad de filtrado y alto costo pueden hacer que el sistema obtenga un buen rendimiento. Las combinaciones comunes de filtros activos híbridos son APF paralelo usado en paralelo con filtros LC, APF paralelo usado en serie con filtros LC y APF en serie mezclado con filtros LC.
El diagrama de estructura es el siguiente:
Según las diferentes clasificaciones del sistema de acceso
Según los diferentes sistemas de acceso se puede dividir en filtro de potencia activo monofásico, tres Filtros de potencia activos trifásicos de tres hilos y filtros de potencia activos trifásicos de cuatro hilos.
Clasificación según la forma del circuito principal
Los filtros de potencia activa de circuito principal se pueden dividir en filtros de potencia activa de circuito principal único y filtros de potencia activa de circuito principal múltiple. Este último puede aumentar la capacidad del filtro de corriente activo, aumentar la frecuencia de conmutación equivalente, reducir la pérdida de conmutación de un solo dispositivo y mejorar las siguientes características de la corriente de compensación. ?