서문
우리 모두는 고조파가 공공 전력망, 전기 장비 및 통신 시스템에 다양한 정도의 영향을 미친다는 것을 알고 있습니다. 전력망의 고조파는 모터에 추가 손실을 일으키고 기계적 진동, 소음 및 과전압을 증가시키며 변압기의 심각한 국지적 과열을 유발합니다. 고조파는 커패시터, 케이블 및 기타 장비를 과열시키고, 절연체를 노화시키고, 수명을 단축시키며, 심지어 손상을 입히는 원인이 됩니다. 고조파는 공공 전력망에서 국부적인 병렬 공진과 직렬 공진을 발생시켜 고조파를 증폭시켜 심각한 사고를 유발할 수도 있습니다. 현재 고조파에 대한 더 나은 솔루션은 명령 전류 계산 회로와 보상 전류 생성 회로의 두 가지 주요 부분으로 구성된 APF 유효 전력 필터를 도입하는 것입니다. 명령 전류 동작 회로는 라인의 전류를 실시간으로 모니터링하고 아날로그 전류 신호를 디지털 신호로 변환한 후 고속 디지털 신호 프로세서(DSP)로 보내 신호를 처리하고 기본파와 고조파를 분리합니다. 펄스 폭 변조(PWM) 신호 형태를 이용하여 보상 전류 생성 회로에 구동 펄스를 보내 IGBT 또는 IPM 전력 모듈을 구동함으로써 그리드 고조파 전류와 진폭이 동일하고 극성이 반대인 보상 전류를 생성하여 IGBT 또는 IPM 전력 모듈에 주입합니다. 고조파 전류를 보상하거나 상쇄하고 전기 고조파를 적극적으로 제거합니다. 다음 내용을 통해 독자는 유효 전력 필터의 일반적인 분류에 대해 배웁니다.
유효 전력 DC 에너지 저장 구성 요소의 분류에 따라
활성 전력 필터 주 회로의 다양한 DC 측 에너지 저장 구성 요소에 따라 유형으로 나눌 수 있습니다 APF 유효 전력 필터에는 전압형 APF와 전류형 APF가 있습니다. 전압형 APF는 컨버터의 DC측에 연결된 에너지 저장소자로 대용량 커패시터를 사용하며, 그 기능은 전압원과 동일하며 주로 인덕터를 컨버터의 DC측에 에너지로 연결한다. 저장 요소 및 그 기능은 비선형 부하에 의해 생성된 고조파 전류를 보상하기 위해 제어 가능한 전류원으로 작동합니다. 전압형과 전류형 APF의 구조도는 다음과 같습니다.
전압형 APF의 장점은 스위칭 손실이 낮고 필터링 효율이 높다는 점이며, 대부분의 APF가 사용하는 주요 회로 구조입니다. 전류형 APF는 고조파 전류를 직접 출력하므로 정상 고조파를 보상할 수 있을 뿐만 아니라 분수 고조파 및 초고차 고조파도 보상할 수 있으며 주전원의 직선 통과로 인해 단락 오류가 발생하지 않습니다. 회로 스위칭 장치는 신뢰성과 보호 측면에서 큰 장점을 가지고 있습니다.
전력망에 연결하는 방식에 따른 분류
전력망에 연결하는 다양한 방식에 따라 능동형 전력 필터는 주로 병렬 APF, 시리즈 APF 및 하이브리드 APF.
병렬 능동 필터
병렬 APF는 주로 능동 전력 필터의 주회로와 부하를 전력망에 병렬로 연결하여 보상 전류를 주입하여 전류 유형을 보상합니다. , 부하의 무효 및 역 시퀀스 전류. 현재 병렬 능동 필터는 기술적으로 비교적 성숙되었으며 가장 널리 사용되는 능동 필터 토폴로지 구조이기도 합니다. 그 구조 다이어그램은 다음과 같습니다:
시리즈 능동 필터
시리즈 APF는 주로 전압형 고조파 소스가 시스템에 미치는 영향을 제거하는 데 사용되며 이를 통해 흐르는 것은 정상입니다. 부하 전류이므로 손실이 크기 때문에 일반적으로 덜 사용됩니다. 그리고 각종 보호회로도 상대적으로 복잡하기 때문에 단독으로 사용하는 직렬 능동필터에 대한 연구는 거의 없으며 대부분 하이브리드 능동필터의 일부로 연구되고 있다. 그 구조도는 다음과 같습니다.
하이브리드 능동 필터
교류 전원의 기본 전압이 직접 또는 변압기를 거쳐 컨버터에 인가되므로 보상 전류는 기본적으로 컨버터가 제공되므로 컨버터의 용량이 커야 한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 패시브 필터를 혼합한 APF가 제안된다. 능동형 필터에 비해 수동형 필터는 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 구현이 쉽다는 장점이 있는 반면, 능동형 필터는 보상 성능이 좋다는 장점이 있으며, 두 가지를 혼합하여 사용하면 능동형 필터의 단점을 극복할 수 있습니다. 필터 용량이 크고 비용이 높기 때문에 시스템이 좋은 성능을 얻을 수 있습니다. 하이브리드 능동 필터의 일반적인 조합은 LC 필터와 병렬로 사용되는 병렬 APF, LC 필터와 직렬로 사용되는 병렬 APF, LC 필터와 혼합되는 직렬 APF입니다. 구조 다이어그램은 다음과 같습니다:
액세스 시스템의 다양한 분류에 따라
다양한 액세스 시스템에 따라 단상 유효 전력 필터, 세 가지로 나눌 수 있습니다. -상 3선식 유효전력 필터 및 3상 4선식 유효전력 필터.
주회로 형태에 따른 분류
유효전력 필터는 단일 주회로 유효전력 필터와 다중 주회로 유효전력 필터로 나눌 수 있다. 후자는 능동 전류 필터의 용량을 늘리고 등가 스위칭 주파수를 높이며 단일 장치의 스위칭 손실을 줄이고 보상 전류의 다음 특성을 향상시킬 수 있습니다.
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