Diferența dintre filtrul pasiv și filtrul de putere activă
Apr 13, 2026| Filtrele pasive, cunoscute și sub numele de filtre LC, sunt dispozitive de filtrare compuse din inductori (L), condensatori (C) și rezistențe (R), care pot elimina în mod specific ordinele simple sau multiple de armonici. Structura cea mai des folosită în inginerie este ramura rezonantă din seria LC. Când această ramură este conectată în paralel cu rețeaua electrică, prezintă impedanță extrem de scăzută la frecvențele armonicilor caracteristice majore, cum ar fi ordinul 3, 5 și 7, oferind un canal de bypass pentru curenții armonici pentru a obține șuntarea armonică. Filtrele reglate unic-, filtrele reglate dublu- și filtrele trece-înalte aparțin filtrelor pasive, al căror mod de lucru principal este suprimarea armonică pasivă, realizând controlul armonicilor doar bazându-se pe caracteristicile rezonante ale componentelor pasive LC.
Filtru de putere activă (APF)este un dispozitiv de suprimare dinamică a armonicilor și de compensare a puterii reactive bazat pe tehnologia electronică de putere, care poate efectua-compensare în timp real pentru armonici cu amplitudini și frecvențe diferite, precum și putere reactivă fluctuantă. Caracteristica sa „activă” se reflectă în faptul că dispozitivul trebuie să fie echipat cu o sursă de alimentare DC-și să genereze curent de compensare prin control activ, mai degrabă decât să se bazeze doar pe rezonanța pasivă LC. APF poate depăși în mod eficient deficiențele filtrelor pasive tradiționale, cum ar fi caracteristicile de compensare fixe și vulnerabilitatea la impedanța sistemului, realizând o compensare completă dinamică și-de urmărire în timp real și poate finaliza atât suprimarea armonică, cât și compensarea puterii reactive.
Teoria puterii reactive instantanee a circuitelor trifazate este baza teoretică de bază pentru dezvoltarea APF. APF este împărțit în principal în tip paralel și tip serie, dintre care tipul paralel este cel mai utilizat:
● APF paralel: echivalent cu o sursă de curent controlată, compensând în principal armonicile curente, puterea reactivă și curentul dezechilibrat;
● Seria APF: Echivalent cu o sursă de tensiune controlată, care suprimă în principal armonicile de tensiune, fluctuațiile de tensiune și perturbațiile de tensiune.
|
Elemente de comparație |
Filtru pasiv |
Filtru de putere activă (APF) |
|
Compoziția componentelor |
Componente pasive, cum ar fi inductori (L), condensatori (C) și rezistențe (R) |
Convertor de putere, controler, senzor de curent/tensiune, sursă de alimentare laterală DC- |
|
Principiul de lucru |
Folosind caracteristicile de rezonanță în serie ale LC, acesta prezintă impedanță scăzută la frecvența armonică țintă, oferind derivație de bypass pentru curenții armonici (tip pasiv) |
Detectând armonici prin controler, convertorul de putere injectează în mod activ curent de compensare inversă pentru a compensa armonicile originale (tip activ) |
|
Caracteristici de compensare |
Compensare frecvență fixă; compensarea în trepte poate fi realizată prin comutare de grup, dar compensarea dinamică continuă nu este posibilă |
Compensare de urmărire dinamică cu-frecvență completă, adaptabilă la-modificări în timp real ale amplitudinii și frecvenței armonice |
|
Capacitate de control armonic |
Capabil doar să controleze armonicile de ordin -inferior presetate (ordinele 3, 5, 7), cu efect slab asupra armonicilor de-ordine superioară |
Capabil să filtreze simultan atât armonicile de ordin -inferior, cât și cele de ordin superior-și poate face față scenariilor armonice complexe și variabile |
|
Risc de rezonanță a sistemului |
Predispus la amplificarea rezonanței armonice cu impedanța sistemului de rețea, care prezintă potențiale pericole de siguranță |
Practic nu are loc rezonanță; doar o interacțiune ușoară cu impedanța sistemului poate apărea în rețelele electrice extrem de slabe, cu risc extrem de scăzut |
|
Capacitatea de compensare a puterii reactive |
Poate oferi simultan o compensare fixă a puterii reactive capacitive, dar nu poate compensa puterea reactivă inductivă sau puterea reactivă fluctuantă |
Capabil să compenseze dinamic și fără probleme atât puterea reactivă capacitivă, cât și cea inductivă, rezolvând problemele de putere armonică și reactivă |
|
Viteza de răspuns |
Lentă (nivel secundă/100 de milisecunde), afectată de parametrii componente |
Extrem de rapid (nivel de microsecundă/milisecundă), capabil de urmărirea-în timp real a modificărilor armonice |
|
Cost |
Scăzut, cu componente simple și operare și întreținere convenabile |
Relativ ridicat; componentele de bază sunt convertizoarele de putere și controlerele, cu cerințe de funcționare și întreținere puțin mai mari |
|
Scenarii aplicabile |
Scenarii cu sarcini stabile și frecvențe armonice fixe (instalații industriale obișnuite, rețele de distribuție de joasă{0}}tensiune)
|
Scenarii cu fluctuații mari de sarcină și armonici complexe (convertoare de frecvență, cuptoare electrice cu arc, sisteme de alimentare pentru echipamente electronice de precizie) |