Classificazione e principi di APF (filtro di potenza attivo)

Nel campo della gestione della qualità dell'energia, l'APF (filtro di potenza attivo) è l'attrezzatura principale per affrontare l'inquinamento armonico. Tuttavia, alcuni utenti hanno appena iniziato a utilizzare questa attrezzatura e non hanno familiarità con il suo funzionamento. Pertanto, oggi i produttori di filtri APF sono qui per spiegare la classificazione e i principi dei filtri APF a tutti.

I. Sistema di classificazione delle strutture topologiche

1. APF è classificato per topologia in tipo parallelo, tipo di serie e tipo ibrido. Il tipo parallelo può compensare direttamente la corrente armonica del carico e rappresenta oltre il 75% nella mitigazione armonica del tipo di struttura corrente.

2. Il tipo di serie elimina le armoniche di tensione iniettando la tensione di compensazione ed è adatto per applicazioni sensibili alla tensione.

3. Il tipo ibrido combina i vantaggi di entrambi, consentendo la gestione simultanea dei problemi di tensione e di qualità corrente. La sua versione avanzata, Unified Power Quality Controller (UPQC), ha un alto grado di integrazione, ma il costo aumenta di 30 - 40%.

Ii. Analisi dei tipi di architettura del circuito

Dal punto di vista dell'architettura del circuito, gli APF possono essere principalmente classificati in tipi a due livelli e multilivello.

L'APF a due livelli ha una struttura semplice e un basso costo, ma ha alte perdite di commutazione e un'efficienza di 92 - 95%.

2. Le strutture multilivello (tre livelli e oltre) hanno un aumento dei costi di circa il 25%, ma hanno i vantaggi di basso contenuto armonico (THD <3%) e bassa perdita di commutazione (efficienza maggiore o uguale al 97%). APF multi -livello modulare (MMC - APF) è adatto per scenari di media e alta tensione. Ogni modulo di potenza ha una tensione di 1 - 2 kV e può essere cascata per tensioni più elevate.

Iii. Analisi del principio di lavoro di base

APF opera in base alla teoria del potere reattivo istantaneo. Utilizza un DSP ad alta velocità per rilevare i componenti armonici della corrente di carico (velocità di campionamento maggiore o uguale a 128 punti per ciclo) e controlla l'inverter IGBT per generare correnti compensative con ampiezze uguali e fasi opposte. Le tecnologie chiave includono algoritmi di rilevamento armonico (come IP-IQ, trasformazione DQ), controllo di monitoraggio di corrente (corrente predittiva o controllo di isteresi) e strategie di modulazione PWM. L'APF ad alte prestazioni ha un tempo di risposta inferiore o uguale a 5ms e il tasso di filtraggio armonico è 95 - 98%.