型濾波頻率計算 無源濾波原理初級篇

2021-10-14 00:07:46 字數 1569 閱讀 5488

無源濾波裝置主要接線形式

工程上採用的濾波器接線形式主要有兩種:

(1) 單調諧濾波器

(2) 高通濾波器

單調諧濾波器是針對某次諧波頻率的。即主要濾除該次頻率的諧波電流,作為在某次頻率下串聯電壓諧振時,xcn-xln=0。即xcn=xln,等值迴路阻抗zfn=rn+j(xcn-xln) =rn。串聯迴路的相位角φ=0,即電流與電壓同相位。串聯諧振迴路的品質因數qn=xcn/rn=xln/rn。

高通濾波器作為對於某次諧波頻率以上的各次諧波電流都能起到一定過濾作用,所以它的阻抗—頻率特徵曲線要求在n0次以上為一通帶式阻抗特徵曲線,這種要求比較平滑的特徵曲線由在電感兩端併聯電阻r構成。即高通濾波器阻抗,在頻率等於無窮大時,其阻抗最大也只有併聯電阻r。高通濾波器在高通頻率範圍內,其阻抗值變化較小,不會由於等值頻率失諧而產生特大的阻抗,而單調諧濾波器的阻抗受等值頻率失諧δ的影響很大。但高通濾波器對特徵諧波電流的濾波效果不如單調諧濾波器。

高通濾波器的等值串聯阻抗為:

zhp=rxln/r2+xln+j((r2xln

2/ r2+xln

2)-xcn)

高通濾波器的品質因數為:

qhp=r/xln

1.1 濾波裝置工作的基本原理

單調諧濾波器的原理:

注入系統的諧波電流為:isn=in×xfn/( xfn+xsn)

其中:in ——諧波電流發生量;

isn——注入系統的諧波電流;

xsn——系統的諧波阻抗;

xfn——濾波器的總諧波阻抗。

濾波器的總諧波阻抗為:xfn=rfn+j(2πfl-1/(2πfc)

其中:xf ——濾波器的總阻抗;

rfn——濾波器的總電阻;

f ——流過濾波器的電流的頻率;

l ——電抗器的電感量;

c ——電容器的電容量。

當在某次諧波下2πfl-1/(2πfc)=0時,

isn=inrfn/( rfn+rsn)。

一般地,rfn<<xsn,此時isn<<in。

即諧波電流絕大部分流入濾波器,小部分流入系統。

同時,在基波電流(50hz)時2πfl<1/ (2πfc),即濾波器為容性負載,它輸出無功功率可進行功率因數補償。

所以濾波裝置同時起的兩個作用:

(1) 濾除高次諧波電流,達到國家公用電網的諧波標準。

(2) 進行功率因數補償,達到供用電規則對使用者的力率要求。

便於理解,將無源濾波及電網系統幻化為海納百川:

所有的諧波為涓涓細流,而電網系統為大海,無源濾波器為涓涓細流附近的超級人工湖泊;

這樣當乙個無源濾波器接入電網系統,則附近的諧波宛如涓涓細流匯入超級人工湖泊,湖泊水滿則諧波溢位流至大海。

所以又稱無源濾波器為陷波器。

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