Ταξινόμηση και αρχές συσκευών APF (ενεργό φίλτρο ισχύος)

Στον τομέα της διαχείρισης της ποιότητας ενέργειας, το APF (ενεργό φίλτρο ισχύος) είναι ο βασικός εξοπλισμός για την αντιμετώπιση της αρμονικής ρύπανσης. Ωστόσο, ορισμένοι χρήστες μόλις άρχισαν να χρησιμοποιούν αυτόν τον εξοπλισμό και δεν είναι εξοικειωμένοι με τη λειτουργία του. Ως εκ τούτου, σήμερα οι κατασκευαστές φίλτρων APF είναι εδώ για να εξηγήσουν την ταξινόμηση και τις αρχές των φίλτρων APF σε όλους.

I. Σύστημα ταξινόμησης τοπολογικών δομών

1. Το APF ταξινομείται με τοπολογία ως παράλληλος τύπος, τύπος σειράς και υβριδικός τύπος. Ο παράλληλος τύπος μπορεί να αντισταθμίσει άμεσα το αρμονικό ρεύμα του φορτίου και αντιπροσωπεύει πάνω από 75% στον αρμονικό μετριασμό τύπου τρέχουσας πηγής.

2. Τύπος σειράς εξαλείφει τις αρμονικές της τάσης με την έγχυση τάσης αντιστάθμισης και είναι κατάλληλη για εφαρμογές ευαίσθητων σε τάσεις.

3. Ο υβριδικός τύπος συνδυάζει τα πλεονεκτήματα και των δύο, ικανών να αντιμετωπίζουν ταυτόχρονα την τάση και τα τρέχοντα προβλήματα ποιότητας. Η προηγμένη έκδοση, ο ενοποιημένος ελεγκτής ποιότητας ενέργειας (UPQC), έχει υψηλό βαθμό ενσωμάτωσης, αλλά το κόστος αυξάνεται κατά 30 - 40%.

Ii. Ανάλυση τύπων αρχιτεκτονικής κυκλωμάτων

Από την άποψη της αρχιτεκτονικής κυκλωμάτων, τα APF μπορούν να ταξινομηθούν κυρίως σε τύπους δύο επιπέδων και πολλαπλών επιπέδων.

Το APF δύο επιπέδων έχει μια απλή δομή και χαμηλό κόστος, αλλά έχει υψηλές απώλειες μεταγωγής και απόδοση 92 - 95%.

2. Οι δομές πολλαπλών επιπέδων (με τρία επίπεδα ή υψηλότερα) έχουν αύξηση κόστους περίπου 25%, αλλά έχουν τα πλεονεκτήματα χαμηλής αρμονικής περιεκτικότητας (THD <3%) και χαμηλής απώλειας μεταγωγής (απόδοση μεγαλύτερη ή ίση με 97%). Το αρθρωτό APF πολλαπλών επιπέδων (MMC - APF) είναι κατάλληλο για σενάρια μέσης και υψηλής τάσης. Κάθε μονάδα ισχύος έχει τάση 1 - 2 kV και μπορεί να καταρρεύσει για υψηλότερες τάσεις.

Iii. Βασική ανάλυση αρχής εργασίας

Το APF λειτουργεί με βάση την στιγμιαία θεωρία αντιδραστικής ισχύος. Χρησιμοποιεί ένα DSP υψηλής ταχύτητας για να ανιχνεύσει τα αρμονικά συστατικά του ρεύματος φορτίου (ρυθμός δειγματοληψίας μεγαλύτερη ή ίση με 128 μονάδες ανά κύκλο) και ελέγχει τον μετατροπέα IGBT για να παράγει αντισταθμιστικά ρεύματα με ίσα πλάτη και αντίθετες φάσεις. Οι βασικές τεχνολογίες περιλαμβάνουν αλγόριθμους αρμονικής ανίχνευσης (όπως IP-IQ, μετασχηματισμό DQ), έλεγχο τρέχουσας παρακολούθησης (έλεγχος προγνωστικού ρεύματος ή υστέρησης) και στρατηγικές διαμόρφωσης PWM. Το APF υψηλής απόδοσης έχει χρόνο απόκρισης μικρότερου ή ίσου με 5ms και ο ρυθμός αρμονικού φιλτραρίσματος είναι 95 - 98%.