在電力系統中,諧波被定義為基波頻率的正整數倍。諧波是發生在整數倍基波頻率的電壓或電流。通常被看做是電源線上的常見噪聲。 電力系統中的諧波可以被分為兩類:電流諧波和電壓諧波。 電流諧波往往由VSD這樣的非線性負載產生。非線性負載從正弦波形并不完善的電源線路中汲取電流。非正弦電流波形可能由一系列簡單的正弦波組成,這樣在整數倍的基波頻率下就會發生振蕩。 大部分情況下,電壓諧波是由電流諧波引起的。電壓諧波的產生是因為電流諧波與源阻抗的影響生成的畸變電壓。
以上圖片展示了非線性負載上紊亂的電流波形。此處失真的電流波形并沒有跟隨正弦波。所以這是電力系統中的電流諧波。 電力系統中消除諧波為什么如此重要? 電流和電壓諧波與直接傳輸給負載的噪聲成正比。許多家用和辦公設備都能造成電源系統中的諧波。電源系統諧波通常會提高負載電流。而熒光燈這樣的涉筆,通常都會被諧波影響,從而出現各種故障。電機尤其深受其害。 有時候電源系統中的諧波也十分危險,會增加傳輸給設備的功率從而導致負載溫度上升,因而縮短設備壽命。 為了解決電力系統中諧波的問題,我們需要重新建立電路連接,從而驅動非線性負載,這也就是我們要談到的諧波濾波器。 諧波濾波器的種類 諧波濾波器對于保護昂貴儀器免受諧波干擾非常有效。如今市面上有許多不同的諧波濾波器,它們的額定功率,適用電壓,是單相還是三相以及其它負載要求等都各有千秋。 然而,我們要講的是諧波濾波器的兩個大類,也就是無源諧波濾波器和有源諧波濾波器。 這兩種濾波器之間的主要差距在于所使用的元器件。無源諧波濾波器使用的無源器件主要是電阻,電感和電容等。而有源諧波濾波器則會使用BJT,IGBT或MOSFET以及集成電路等。 同時濾波器可以設計為多種不同階數。比如三階諧波濾波器可以濾除基波頻率的3x整數倍的諧波。 無源諧波濾波器 無源諧波濾波器是最常見也最簡單的諧波濾波器。常用于抑制電力傳輸線上的諧波干擾。 正如之前所說,無源諧波濾波器使用的是電阻,電感和電容這樣的無源電子器件。這些電子器件組成了一個諧振電路。該諧振電路會與諧波處于同一諧振頻率。無源諧波濾波器會阻止不必要的諧波,將諧波電流轉換為熱能,并且保護末端設備或負載。該濾波器需要調整至特定頻率后才可以消除諧波。 無源諧波濾波器有四種: 1.高通濾波器 2.帶通濾波器 3.C型濾波器 4.串聯濾波器 高通濾波器 高通無源諧波濾波器用于消除告誡諧波,同時對頻率的范圍有著比較靈活的控制。基本的高通諧波濾波器設計使用三個無源器件,電阻,電容和電感。
在以上的圖片中,我們可以看到無源高通諧波濾波器的結構。該結構中電感與電阻并聯與一電容串聯。
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原文標題:【電路賞析】諧波濾波器
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