有源滤波器的基本原理

有源滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。

有源滤波器的基本原理如图1-1所示：检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，终得到期望的电源电流。

图1-1 有源滤波器基本原理

1.2 有源滤波器的系统构成

图2-1为有源滤波器的系统框图。图中，es表示交流电源，负载为谐波源，它产生谐波并消耗无功。有源滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流，它由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三个部分构成。主电路目前均采用PWM变流器。

图2-1  有源滤波器系统框图

图2-2为三相四线制有源滤波器的系统原理图。图中e a 、e b 、e c 为交流电源，谐波电流源为非线性负载，L sa 、L sb 、L sc  、L sn分别代表四相的电网阻抗。而有源滤波器主要由以下几部分组成，指令运算电路，电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路。其中指令运算电路的主要任务是按照要求检测出负载电流中的谐波、无功以及负序分量。电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路合在一起可以称为补偿电流发生电路，它的主要作用是根据指令运算电路得出的补偿指令，产生实际的补偿电流。主电路主要由IGBT 构成的电压型PWM变流器，以及与其相连的电感和直流侧电容组成。