有源濾波器(Active Power Filter，簡(jiǎn)稱APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源(用以補(bǔ)償主電路的諧波)，其應(yīng)用可克服LC無(wú)源濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。類似工業(yè)電弧爐這樣的設(shè)備工作時(shí)，電流波形變化很頻繁，會(huì)分解出次數(shù)和幅值不斷變化的諧波。

有源濾波器的內(nèi)部控制原理：

隔離開(kāi)關(guān)合閘后，為防止上電后電網(wǎng)對(duì)直流母線電容器的瞬間沖擊，有源濾波器首先通過(guò)軟起電阻對(duì)直流母線的電容器充電，這個(gè)過(guò)程會(huì)持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后，主接觸器閉合。并且輸出補(bǔ)償電流是根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確變化，因此不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。直流電容作為儲(chǔ)能器件，通過(guò)IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。

APF有源濾波器通過(guò)外部CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)送至信號(hào)調(diào)理電路，然后再送至FPGA控制器。控制器將基波成分分離，提取出所有的諧波，將采集到的諧波成分和APF已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路，觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。有源濾波技術(shù)作為一種新型的諧波治理方法，是消除諧波污染、提高電能質(zhì)量的有效工具，與無(wú)源濾波技術(shù)相比，有著的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

有源電力濾波器能解決變頻器在應(yīng)用中給電機(jī)帶來(lái)影響：諧波電磁噪聲與震動(dòng)加大問(wèn)題

普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí)，會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。工業(yè)電網(wǎng)中主要的諧波源有三種類型：三相橋式整流回路在每一相的正負(fù)波形上都會(huì)產(chǎn)生波形變化，一個(gè)周期里就有六個(gè)非正弦的波形，所以稱為六脈波設(shè)備。由于電動(dòng)機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開(kāi)電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。

制藥廠的負(fù)載以變頻器為主，變頻器在運(yùn)行過(guò)程中極易產(chǎn)生大量高次諧波，諧波的存在會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾，主要有以下幾個(gè)具體危害：

1、縮短電力設(shè)備壽命

變頻器電流諧波的存在將會(huì)使變壓器的銅損增加，電壓諧波還將增加鐵損，使其溫度上升，影響絕緣能力。并且，變頻器諧波還容易引起變壓器繞組及線間電容之間的共振。

2、影響各電器元件的正常工作

變頻器輸出諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響主要有：電機(jī)附加發(fā)熱會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生額外升溫;產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)、噪音及過(guò)電流。變頻器諧波還會(huì)使電力電容器發(fā)生過(guò)載、過(guò)熱甚至損壞。當(dāng)電容器與線路阻抗產(chǎn)生共振時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)、短路、過(guò)電流及噪聲等情況。5S，電壓總諧波畸變率THDu≤3%，Xi光機(jī)、CT機(jī)、都是諧波含量極高的負(fù)載。變頻器諧波電流的存在會(huì)使開(kāi)關(guān)設(shè)備在啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生很大的電流變化，破壞絕緣能力。