文档介绍：无源滤波器
基本知识
在本指南的章介绍了无功功率为什么要补偿以及怎样实现最好补偿。基波无功功率总是一
个麻烦的能量振荡。在谈到谐波电流时，还不能把它们明确地称呼为第二种无功功率。谐波电
流可能来源于没电压降）相互之间具有一个 180º的相位差，即极性相反。
在这点甚至不需要籍助于复杂的几何图形，非常显然，在串联 LC 滤波器中的 L 和 C 阻抗互相
相减，而不是互相叠加，或换句话说，它们是互相叠加，但是符号相反。在谐振频率，它们的
阻抗大小相等，相减后为零。实际上吸收电路在这个特定频率是短路。对于大多数电抗器绕组，
只有电组还需考虑，但是电组可以做得足够小。

串联调谐电路就象一个用于在调谐频率时电流的吸收电路（即低阻抗路径）。它用于补偿由一个设备或一组设备产生的谐波电流，以便谐波电流不返回电源。谐波电流来源于负载，向电源和
吸收滤波器回流，它们按照基尔霍夫原理以与阻抗相反的比例进行分割。谐波电流流经阻抗产
生谐波电压，表现为在电源电压上的畸变。滤波器的目的就是降低回流到电源的谐波电流，否
则会导致的谐波电压畸变。请注意，如果你想采用吸收滤波电路降低某一次序潜在电压谐波超
过 50%，在那个特定频率它必须具有比电源短路阻抗更低的阻抗。

由于在无源滤波器和无功补偿装置中有损耗，一些能量以热的形式丧失。象往常一样，保持低
损耗需要更多的材料—导体的截面越大，需要更好和更多的磁铁 —因此提高了成本。在极个别
情况，采用低成本（=高损耗）装置意味着通过补偿无功功率节省的钱被补偿装置的有功损耗的
费用消耗掉。毕竟无功功率的收费比有功功率的收费低。在钢材中的磁化电流和涡流损耗和在
电容器中的介电和欧姆损耗通常比较低，就滤波器的效果而论不需要考虑它们。然而，这些损
耗会导致发热，在设计时需要认真考虑；它们是过热和在过载条件下相应故障的原因。损耗也
影响滤波质量，也就是说，将所需要的频率与不期望的频率分开的锐度在损耗低时更好。为了
评估品质，定义了一个品质因数，就是感抗对电阻的商。

无功补偿
无功电流补偿装置受谐波影响（在本指南的章已经介绍过），建议功率因数校正装置解谐。
实际上，一些电力供应商需要解谐。

“解谐”意味着给 PFC 电容器串联一个电抗器，以便电容器/电感组合在工频频率时像一个电容
器，但是对谐波频率具有特定功能。

简单的（非解谐的）PFC 实际上是由电源中电感元件组成的吸收电路的一部分，特别是具有来
自变压器的杂散电感。谐振会导致额外谐波电流和在受影响变压器附近的额外电压降。

已经解释过在调谐频率时，感性和容性元件两端的电压降大小相同，但具有一个 180º的相位差，
结果是“零”电压降。然而，在谐振或接近谐振时，每个元件两端的电压降，例如比在公共连
接点（PCC）处网络阻抗两端预料值要高很多。当考虑单