文档介绍：高次谐波及其抑制措施
字号显示：大中小 2006-05-23 09:21:47 来源：电子查询网
以前，人们基本上只根据电压的幅值和周波的稳定性来衡量电能的质量。近年来，随着 工业生产的发展，尤其是冶金、化工产品的开发、电气铁道系统的不正常运行。例如1978年底建成的武钢1700 mm热轧带钢厂成套引进工程， 在设备试运行期间就曾发生过精轧主传动装置与3次谐波滤波器谐振的事故百余次。
□国内外的设计研究人员均注意到无源滤波器设计和运行中存在的问题，虽然采取了一系 列的措施，但因无源滤波器在原理上带来无法克服的缺点，有必要采用其他滤波方式来抑制 谐波，有源滤波器就是一种新型的谐波抑制装置。
□有源电力滤波器的工作原理的整体构成如图1所示。
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图1中的检测及控制电路对负载电流进行检测，分离出谐波及基波无功部分，用以控制 主电路输出相应的补偿电流。而负载电流il按傅里叶级数展开为：
□式中，i1q为基波有功电流；i1q为基波无功电流；ih为高次谐波电流。01是基波电流初 相位，0n为n次谐波初相位。
□在图1中，il=is+ic即负载电流由系统电源电流is和有源滤波器输出的电流ic共同提供， 如果控制有源电力滤波器的输出电流，使ic=imh,则系统电源中就只需供给基波电流（有功 与无功）了，即is=i1q+i1q,从而达到抑制谐波目的。简单说，有源电力滤波器只要产生一 个与负载谐波幅值相等，相位相同（在图示参考方向下，若取is和il参考方向和图中相反， ic参考方向与图中相同，则相位相反）的电流注入谐波源，即可将谐波抵消掉，使之不会流 入系统电源。由上述分析我们还可知，有源电力滤波器还可同时补偿无功功率，这时只需使 ic=ih+i1q,则is=i1q,即系统电源中就只需供给负载电流中的基波有功电流,这样图1中的ims 就是补偿了谐波和基波无功电流后的系统电源供给的电流。口
3高次谐波和无功电流的检测及控制
□有源滤波器的效果如何，取决于如下3个方面：
(1)高次谐波和无功电流的正确检测；
(2)补偿电流的控制方案；
(3)主电路的结构。
□要使滤波器有很好的滤波效果，第一步我们必须正确检测出高次谐波和无功电流，如果 这一步都做不好的话，下面的设计就无从谈起。现在的检测法主要有3种：
(1)频率分析法该方法利用快速傅里叶变换，把负载电流中欲抵消的分量检出，再合成 总的补偿电流。这种方法运算量相当大，当谐波的次数较高，微机的适时计算有困难，难以 满足准确、实时性的要求。
(2)瞬时无功功率理论基于瞬时无功功率理论的电流检测法理论比较成熟，如图2所示， 它采用p-q法，将三相瞬时电压和电流变换到二相正交的a-B坐标上，得到二相瞬时电压和 瞬时电流，然后根据定义得到瞬时有功功率p和瞬时无功功率q,再经过滤波器，滤波器可 用高通滤波器，让高次谐波通过，而抑制基波部分，也可以用低通滤波器从瞬时功率中取出 基波有功成分，把它变换成三相基波电流，再用三相负载电流减去这三相基波电流，再经反 变换即得三相补偿电流。口
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此种方法优点是能快速跟踪补偿电流，进行适时补偿，缺点是成本高，系统损耗大，特 别当补偿谐波次数较高时，需要较高的PWM控制开关频率。
(3)自适应用检测法、预测检测法、基于滑模原理的方法等。
□以上是检测电流的方法，