詳述弧焊逆變電源中的有源濾波和無(wú)源濾波

弧焊逆變電源工作的影響因素就是濾波干擾。而濾波干擾不僅影響工作效率，甚至?xí)?dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生。所以對(duì)弧焊逆變電源中的諧波抑制就尤為重要。本文就來(lái)詳述弧焊逆變電源中的有源濾波和無(wú)源濾波。

無(wú)源濾波器

傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ请娏o(wú)源濾波技術(shù)，又稱間接濾除法，即使用電力電容器等無(wú)源器件構(gòu)成無(wú)源濾波器，與需要補(bǔ)償?shù)姆蔷€性負(fù)載并聯(lián)，為諧波提供一個(gè)低阻通路，同時(shí)提供負(fù)載所需的無(wú)功功率。具體而言是將畸變的50Hz正弦波分解成基波及相關(guān)的各次主諧波成分，然后采用串聯(lián)的諧振原理，將由L、C（或者還有R）組成的各次濾波支路調(diào)諧（或偏調(diào)諧）到各主要諧波頻率形成低阻通道而將其濾除。它是在已產(chǎn)生諧波的情況下，被動(dòng)地防御，減輕諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害。

無(wú)源濾波方案成本低，技術(shù)成熟，但是也存在以下不足：

（1）濾波效果受系統(tǒng)阻抗的影響；

（2）由于其諧振頻率固定，對(duì)于頻率偏移的情況效果不好；

（3）與系統(tǒng)阻抗可能發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，造成過(guò)負(fù)荷。

在中小功率場(chǎng)合，正逐步被有源濾波器所替代。

有源濾波器（AcTIveFi1ter，簡(jiǎn)稱AF）

早在20世紀(jì)70年代初，就有學(xué)者提出有源功率濾波器的基本原理，但由于當(dāng)時(shí)缺乏大功率開(kāi)關(guān)元件和相應(yīng)的控制技術(shù)，只能用線性放大器等方法產(chǎn)生補(bǔ)償電流，存在著效率低、成本高、難以大容量化等致命弱點(diǎn)而未能實(shí)用化。隨著電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件性能的提高，以及相應(yīng)的PWM技術(shù)的發(fā)展，使得研制大容量低損耗的諧波電流發(fā)生器成為可能，從而使有源濾波技術(shù)走向?qū)嵱没?dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)諧波發(fā)生源時(shí)，用某種方法產(chǎn)生一個(gè)和諧波電流大小相等、相位相反的補(bǔ)償電流，且和成為諧波發(fā)生源的電路并聯(lián)連接來(lái)抵消諧波發(fā)生源的諧波，使直流側(cè)的電流僅為基波分量，不含有諧波成分。

當(dāng)諧波發(fā)生源產(chǎn)生的諧波不能被預(yù)計(jì)出是何種高次諧波電流，且隨時(shí)發(fā)生變化時(shí)，則必須從負(fù)載電流il中檢測(cè)出諧波電流ih信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)后的諧波電流ih信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，并按制定的方法轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)方式控制電流逆變器工作方式，使電流逆變器產(chǎn)生補(bǔ)償電流ifm并注入到電路中，以便抵消諧波電流ih逆變主電路一般采用DC/AC全橋式逆變器電路，其中的開(kāi)關(guān)元件可用GTO、GTR、SIT或IGBT等大功率可控型電力半導(dǎo)體元件，借助開(kāi)關(guān)元件的通斷，控制輸出電流波形，產(chǎn)生所需的補(bǔ)償電流。

電力有源濾波器作為抑制電網(wǎng)諧波和補(bǔ)償無(wú)功功率，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量最有希望的一種電力裝置，與無(wú)源電力濾波器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波以及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)。

（2）可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，且補(bǔ)償無(wú)功功率的大小可做到連續(xù)調(diào)節(jié)。

（3）補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需儲(chǔ)能元件容量也不大。

（4）即使補(bǔ)償對(duì)象電流過(guò)大，電力有源濾波器也不會(huì)發(fā)生過(guò)載，并能正常發(fā)揮補(bǔ)償作用。

（5）受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振。

（6）能跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受頻率變化的影響。

（7）既可對(duì)一個(gè)諧波和無(wú)功功率單獨(dú)補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波和無(wú)功功率集中補(bǔ)償。

本文主要對(duì)弧焊逆變電源中的諧波抑制措施進(jìn)行了講解，通過(guò)對(duì)無(wú)緣濾波與有源濾波兩種濾波方式的介紹，幫助大家了解如何在弧焊逆變電源中有效實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的抑制，在此后的文章中，小編將為大家介紹對(duì)諧波進(jìn)行抑制的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，希望大家能持續(xù)關(guān)注。

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