Clasificarea și principiile dispozitivelor APF (Active Power Filter)

În domeniul gestionării calității puterii, APF (Active Power Filter) este echipamentul de bază pentru tratarea poluării armonice. Cu toate acestea, unii utilizatori tocmai au început să folosească acest echipament și nu sunt familiarizați cu funcționarea sa. Prin urmare, astăzi, producătorii de filtre APF sunt aici pentru a explica clasificarea și principiile filtrelor APF tuturor.

I. Sistemul de clasificare a structurilor topologice

1. APF este clasificat prin topologie ca tip paralel, tip de serie și tip hibrid. Tipul paralel poate compensa direct curentul armonic al sarcinii și reprezintă peste 75% în atenuarea armonică de tip sursă curentă.

2. Tip de serie elimină armonicele de tensiune prin injectarea tensiunii de compensare și este potrivit pentru aplicații sensibile la tensiune.

3. Tipul hibrid combină avantajele ambelor, capabile să abordeze simultan problemele de tensiune și calitatea actuală. Versiunea sa avansată, controlerul unificat al calității puterii (UPQC), are un grad ridicat de integrare, dar costul crește cu 30 - 40%.

Ii. Analiza tipurilor de arhitectură a circuitului

Din perspectiva arhitecturii circuitului, APF-urile pot fi clasificate în principal în tipuri de două niveluri și mai multe niveluri.

APF cu două niveluri are o structură simplă și costuri reduse, dar are pierderi mari de comutare și o eficiență de 92 - 95%.

2. Structurile pe mai multe niveluri (cu trei niveluri sau mai mari) au o creștere a costurilor de aproximativ 25%, dar au avantajele conținutului armonic scăzut (THD <3%) și pierderea scăzută de comutare (eficiență mai mare sau egală cu 97%). APF modular pe mai multe niveluri (MMC - APF) este potrivit pentru scenarii de tensiune medie și înaltă. Fiecare modul de alimentare are o tensiune de 1 - 2 kv și poate fi cascadat pentru tensiuni mai mari.

Iii. Analiza principală a principiului muncii

APF funcționează pe baza teoriei puterii reactive instantanee. Utilizează un DSP de mare viteză pentru a detecta componentele armonice ale curentului de încărcare (rata de eșantionare mai mare sau egală cu 128 de puncte pe ciclu) și controlează invertorul IGBT pentru a genera curenți compensatori cu amplitudini egale și faze opuse. Tehnologiile cheie includ algoritmi de detectare armonică (cum ar fi IP-IQ, transformarea DQ), controlul curentului de urmărire (curent predictiv sau control de histereză) și strategii de modulare PWM. APF de înaltă performanță are un timp de răspuns mai mic sau egal cu 5ms, iar rata de filtrare armonică este 95 - 98%.